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Lena88
Anmeldungsdatum: 12.12.2010
Beiträge: 7
Wohnort: Köln
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 Lena88 Verfasst am: 12. Dez 2010 17:50 Titel: Richtung einer Spannung |
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Hallo Leute,
ich fange gerade erst an mich mit der Elektrotechnik zu befassen und darum kann es sein, dass meine Fragen etwas doof sind. Hoffe, das ist nicht schlimm? Finde das aber echt spannend! :-)
Also, mich interessiert, wie die Richtung einer Spannung U in einem simplen Schaltkreis bestimmt wird. Ich habe hier nämlich die Skizze von einem Plattenkondensator mit +Pol oben und -Pol unten. An dem U ist ein Pfeil der von oben nach zeigt (also von + nach -).
Zeigt der Pfeil vielleicht an, in welche Richtung der Strom fließt?
Lena |
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eva1
Anmeldungsdatum: 06.10.2010
Beiträge: 532
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| eva1 Verfasst am: 12. Dez 2010 18:15 Titel: Re: Richtung einer Spannung |
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| Lena88 hat Folgendes geschrieben: |
Also, mich interessiert, wie die Richtung einer Spannung U in einem simplen Schaltkreis bestimmt wird.
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Eine Spannung hat keine Richtung. Eine Spannung ist nur eine elektrische Potentialdifferenz.
| Zitat: | Ich habe hier nämlich die Skizze von einem Plattenkondensator mit +Pol oben und -Pol unten. An dem U ist ein Pfeil der von oben nach zeigt (also von + nach -).
Zeigt der Pfeil vielleicht an, in welche Richtung der Strom fließt?
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Der Pfeil ist ein Vektor und gibt die Richtung der Feldlinien an. Eine Potentialdifferenz hat immer ein elektrisches Feld zur Folge. Die Pfeile sind also die Feldlinien des Feldes. Die Richtung der Feldlinien hat man einfach willkürlich von + nach - definiert. Strom muss aber nciht fließen. |
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Lena88
Anmeldungsdatum: 12.12.2010
Beiträge: 7
Wohnort: Köln
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| Lena88 Verfasst am: 12. Dez 2010 18:58 Titel: Re: Richtung einer Spannung |
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| eva1 hat Folgendes geschrieben: | | Lena88 hat Folgendes geschrieben: |
Also, mich interessiert, wie die Richtung einer Spannung U in einem simplen Schaltkreis bestimmt wird.
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Eine Spannung hat keine Richtung. Eine Spannung ist nur eine elektrische Potentialdifferenz. |
D.h. an einem Pol einen Elektronenüberschuss und an dem anderen einen Elektronenmangel?
| eva1 hat Folgendes geschrieben: | | Lena88 hat Folgendes geschrieben: | Ich habe hier nämlich die Skizze von einem Plattenkondensator mit +Pol oben und -Pol unten. An dem U ist ein Pfeil der von oben nach zeigt (also von + nach -).
Zeigt der Pfeil vielleicht an, in welche Richtung der Strom fließt?
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Der Pfeil ist ein Vektor und gibt die Richtung der Feldlinien an. Eine Potentialdifferenz hat immer ein elektrisches Feld zur Folge. Die Pfeile sind also die Feldlinien des Feldes. Die Richtung der Feldlinien hat man einfach willkürlich von + nach - definiert. Strom muss aber nciht fließen. |
Wie kann das sein, dass dann kein Strom fließt, wenn eine Potentialdifferenz vorhanden ist? Die Ladungen (richtige Wortwahl?) wollen sich doch von Natur aus ausgleichen. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 13. Dez 2010 12:59 Titel: |
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| Lena88 hat Folgendes geschrieben: | | Wie kann das sein, dass dann kein Strom fließt, wenn eine Potentialdifferenz vorhanden ist? Die Ladungen (richtige Wortwahl?) wollen sich doch von Natur aus ausgleichen. |
Die Ladungen können sich nur nicht "ausgleichen", da zwischen den Kondensatorplatten nichtleitendes Material ist. Das ist der Sinn eines Kondensators, nämlich Ladungen zu speichern. |
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PhyMaLehrer
Anmeldungsdatum: 17.10.2010
Beiträge: 1085
Wohnort: Leipzig
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| PhyMaLehrer Verfasst am: 13. Dez 2010 13:42 Titel: |
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Allerdings ist tatsächlich in einem elektrischen Stromkreis die technische Stromrichtung definiert, und zwar vom positiven zum negativen Pol. Diese Definition war ursprünglich eine willkürliche Festlegung und stammt noch aus einer Zeit, da man noch nicht wußte, daß in den meisten Fällen - in metallischen Leitern nämlich - die Stromleitung auf dem Fluß frei beweglicher Elektronen beruht. Die bewegen sich nun allerdings gerade vom negativen zum positiven Pol. In einer wäßrigen Lösung z. B., die negative und positive Ionen enthält, bewegen sich diese tatsächlich auch in entgegengesetzter Richtung.
Um die Verwirrung nicht komplett zu machen, hat man aber die Definition der technischen Stromrichtung von Plus nach Minus beibehalten. |
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franz
Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11583
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| franz Verfasst am: 13. Dez 2010 15:54 Titel: |
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Außerhalb der Schule besteht dazu keine Irritation; es gibt die Stromrichtung und fertig. "Richtung des elektrischen Stroms (kurz: Stromrichtung) die Richtung der Bewegung (gedachter) positiver Ladungsträger" wiki. Gewisse grundlegende Begriffe in der Mathematik oder Physik müssen nicht täglich neu erfunden werden - meine (leider) unmaßgebliche Meinung.  |
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Lena88
Anmeldungsdatum: 12.12.2010
Beiträge: 7
Wohnort: Köln
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| Lena88 Verfasst am: 13. Dez 2010 20:27 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Lena88 hat Folgendes geschrieben: | | Wie kann das sein, dass dann kein Strom fließt, wenn eine Potentialdifferenz vorhanden ist? Die Ladungen (richtige Wortwahl?) wollen sich doch von Natur aus ausgleichen. |
Die Ladungen können sich nur nicht "ausgleichen", da zwischen den Kondensatorplatten nichtleitendes Material ist. Das ist der Sinn eines Kondensators, nämlich Ladungen zu speichern. |
Ah! Okay ;-) Jetzt wird mir einiges klar: Auf den Skizzen sieht das immer so aus, als ob beide Pole durch eine "Schnur" oder sowas verbunden sind, auf der die Spannug U mit einem Kreis aufgezeichnet ist. Ich dachte immer, das wär ein Verbindungskabel, d.h. es hätte Strom fließen MÜSSEN, wenn es eines wäre, richtig? Das U soll wohl nur die gemessene Spannung darstellen, diese Potentialdifferenz zwischen den Polen.
| PhyMaLehrer hat Folgendes geschrieben: | | Man aber die Definition der technischen Stromrichtung von Plus nach Minus beibehalten. |
Okay klar. Stromfluss immer von + nach - .
Konkrete Frage dazu: Wenn ich in einer Aufgabe ausrechnen soll, wie der Strom fließt und zB eine Spannung mit Pfeilrichtung eingezeichnet ist, ABER sich herausstellt, dass der Strom gegen die eingezeichnete Spannung fließt - ist dann die Spannung negativ oder muss ich dann den Pfeil umdrehen? Das wäre noch wichtig zu wissen.
Meine letzte abschließende Frage zur Spannung ist:
Was sagt die Spannung genau aus? Formeltechnisch errechnet sie sich ja aus U=W/Q also sozusagen wie viel Energie pro Ladung aufgewendet werden muss, um diese zu transportieren. Ist damit der Transport vom + zum -Pol gemeint oder was?
Nehmen wir mal an, das Medium zwischen den Polen eines Plattenkondensators ist Luft. Die Spannung die man da misst, ist natürlich schon auf dieses Medium bezogen. Um nun eine Ladung Q von + nach - zu übertragen braucht man eben eine gewisse Energie, die sich aus der Menge der Ladung ergibt. Sei die Spannung U=12V und die zu transportierende Ladung Q= 20As dann sollte sich daraus wohl die Formel 12V=[W]/20As ergeben, aus der dann folgt [W]=240 Joule. Soll heißen: Es wird 240 J verbraucht um die Ladungen durch den Transport auszugleichen.
(Wobei ich gerade merke, dass das unlogisch ist: Müssten nicht eig. die Elektronen vom -Pol, der den Ladungsüberschuss hat, zum +Pol wandern und nicht umgekehrt?)
Wo liegt denn nun noch mein Denkfehler? Bitte korrigiert mich, falls ich Quatsch schreibe :-) Das wäre sehr wichtig für mich. Weil dann habe ich das Thema Spannung endlich verstanden.
Lena |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 14. Dez 2010 15:13 Titel: |
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Ich kann Deine Gedankengänge nicht ganz nachvollziehen. Vor allen Dingen nicht, was Du mit einem Ladungstransport von 20As(!) meinst. Was auch immer Du meinst, ob die Ladung von der Quelle auf den Kondensator aufgebracht oder von ihm abgezogen werden soll, hast Du mal überlegt, welche Kapazität der Kondensator haben müsste? Halte Dir vor Augen, dass der grundsätzliche Zusammenhang gilt Q = C*U. Bei einem Plattenkondensator mit Luft als Dielektrikum und einem Plattenabstand von nur 1mm, brauchst Du, um eine Ladung von 20As bei 12V unterzubringen, die unvorstellbare Plattengröße von etwa 200km² (zweihundert Quadratkilometer!).
Andererseits: Wie soll die Ladung denn transportiert werden? Per Hand? Ok, könnte man sich theoretisch vorstellen. Dann musst Du, um die negative Ladung von der positiven Platte zur negativen Platte zu tragen eine Arbeit von Q*U aufbringen, oder wirst eine Energie von Q*U gewinnen, wenn Du die Ladung von Minus nach Plus transportierst. Vorausgesetzt, die Spannungsquelle bleibt bei diesem Vorgang angeschlossen. Ist die Spannungsquelle vom Kondensator getrennt, verändert jeder Ladungstransport "per Hand" wegen U = Q/C die Spannung zwischen den Kondensatorplatten.
Also ich weiß nicht, worauf Du wirklich hinauswillst. |
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