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Ladungsfluss wirklich ein Kreis?
 
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DivGradPot



Anmeldungsdatum: 07.07.2019
Beiträge: 45

Beitrag DivGradPot Verfasst am: 14. Aug 2019 10:49    Titel: Ladungsfluss wirklich ein Kreis? Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo,

Ich hab noch ne Frage wie es eigentlich zu einem Strom"Kreislauf" kommen kann. Fließen Ladungen wirklich im Kreis die ganze Zeit herum? Fließen sie damit auch durch die Quelle? Warum tun sie das überhaupt, wenn die Ladungen den Bereich des positiven Potentials (für Elektronen) doch erreicht haben, wieso sollten sie sich wieder von vorne weiterbewegen?

Bewegen sich dann überhaupt in der Quelle Ladungen fort?
Grüße Jan

Meine Ideen:
Also wie schon gesagt für mich ergäbe das keinen Sinn das Elektronen wieder "von vorne" starten würden wenn sie den Pluspol erreicht haben. Das was vielleicht möglich ist, das die Elektronen, weil sie jetzt fehlen, eine Anziehung zu ihrem alten Platz bzw. Ort spühren sodass sie dort zurückfließen, aber dann würde sich das Potential ja auch überall immer verändern.
Hilfe Big Laugh
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 14. Aug 2019 11:59    Titel: Antworten mit Zitat

DivGradPot hat Folgendes geschrieben:
Fließen Ladungen wirklich im Kreis die ganze Zeit herum? Fließen sie damit auch durch die Quelle?


Das kommt auf die Art der Spannungsquelle an. Bei Spannungsquellen, die auf magnetischer Induktion beruhen (rotierende Maschinen) sind beide Fragen mit Ja zu beantworten. Bei (Gleichspannungs-)Batterien fließen die Ladungsträger (Elektronen) nur im Außenkreis. Sie werden in der Batterie durch chemische Redoxreaktionen bereitgestellt. Dabei will das unedlere Metall (z.B. Zink in einer Zink-Mangan-Batterie) bei der Umwandlung in Zinkoxid überschüssige Elektronen an das Mangan abgeben, kann das aber nicht, jedenfalls nicht im Inneren der Batterie, weil beide Elektroden durch einen Isolator voneinander getrennt sind. Dann müssen die Elektronen den Weg über den Außenkreis durch den Verbraucher nehmen. Im Inneren der Batterie fließen also keine Ladungsträger, sondern da finden elektrochemische Reaktionen statt.

DivGradPot hat Folgendes geschrieben:
Warum tun sie das überhaupt, wenn die Ladungen den Bereich des positiven Potentials (für Elektronen) doch erreicht haben, wieso sollten sie sich wieder von vorne weiterbewegen?


In Induktionsmaschinen weden sie durch die Lorentzktaft weiterbefördert, sozusagen herumgepunmpt. In Batterien ist die treibende Kraft die chemische Reaktion.
DivGradPot



Anmeldungsdatum: 07.07.2019
Beiträge: 45

Beitrag DivGradPot Verfasst am: 14. Aug 2019 15:11    Titel: Antworten mit Zitat

Also im Fall einer auf chemisch basierenden Batterie, sobald die Elektronen das positive Potential erreicht haben bleiben sie da auch bzw. bewegen sich nicht nochmal im Kreis ?
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3384

Beitrag ML Verfasst am: 15. Aug 2019 14:35    Titel: Re: Ladungsfluss wirklich ein Kreis? Antworten mit Zitat

Hallo,

DivGradPot hat Folgendes geschrieben:

Fließen Ladungen wirklich im Kreis die ganze Zeit herum?

Ja. Das berühmte "Gegenbeispiel" ist der sich geladene Kondensator, der als Spannungsquelle dient. Hier stellt man sich gerne die Frage, welche Ladungen beim Entladen denn nun zwischen den Kondensatorplatten fließen. Antwort: Keine, aber die Änderung der elektrischen Flussdichte wirkt so wie fließende Ladungen.

Zitat:

Fließen sie damit auch durch die Quelle?

Mit der Einschränkung von oben: Ja. Bei der Beteiligung von "Chemie" muss man weiterhin berücksichtigen, dass der Stromfluss auch in Form von positiv oder negativ geladenen Ionen stattfinden kann.

Zitat:

Warum tun sie das überhaupt, wenn die Ladungen den Bereich des positiven Potentials (für Elektronen) doch erreicht haben, wieso sollten sie sich wieder von vorne weiterbewegen?

Den Fall der Bewegungsinduktion hat GvC schon angesprochen. Hier lautet die Antwort: Weil sie durch magnetische Kräfte bewegt werden.

Bei den elektrischen Maschinen gibt es noch einen anderen Fall, der unter dem Namen "Ruheinduktion" beschrieben wird und nichts mit der Lorentzkraft zu tun hat.
Man kann durch Änderung der magnetischen Flussdichte ein E-Feld erzeugen, das eine "Vorzugsrichtung" hat und das bewirkt, dass die Elektronen bei einer Fahrt einmal im Kreis herum durch das E-Feld mehr "Rückenwind" als "Gegenwind" haben. Das Stichwort, unter dem Du Dich informieren kannst, lautet: "Elektrische Wirbelfelder".


Viele Grüße
Michael
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 15. Aug 2019 15:22    Titel: Antworten mit Zitat

ML hat Folgendes geschrieben:
Man kann durch Änderung der magnetischen Flussdichte ein E-Feld erzeugen, das eine "Vorzugsrichtung" hat und das bewirkt, dass die Elektronen bei einer Fahrt einmal im Kreis herum durch das E-Feld mehr "Rückenwind" als "Gegenwind" haben.


Interessant ist in diesem Zusammenhang, wie lange es wohl dauert, bis die Elektronen einmal im Kreis herum geflossen sind. Die Beantwortung dieser Frage relativiert im Allgemeinen die Vorstellung vom elektrischen Strom als einem Vorgang, bei dem die Elektronen im Stromkreis "herumflitzen". Je nach Gleichanteil des Stromes, Kabellänge und -querschnitt sowie den konstruktiven Merkmalen des Generators kann das Stunden oder Tage oder noch länger für einen Umlauf dauern. Bei reinem Wechselstrom kommen die Elektronen niemals im Kreis herum, sondern verschieben sich bei zwei aufeinander folgenden Halbwellen um einige -zig Mikrometer in die eine und in die andere Richtung, bleiben im Mittel also an ihrem Platz.
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