Ladungsverschiebung, offener Stromkreis

grav1ty · Anmeldungsdatum: 28.06.2018 Beiträge: 14

Hallo zusammen,

man nehme zwei Spannungsquellen, die einen Potentialunterschied zwischen ihren eigenen Polen von 5V (Quelle A) respektive 4V (Quelle B) haben. Die Quellen seien bei der Herstellung mit dem selben Bezugspotential aufgeladen.

So hat A+ ggü. B+ eine Potentialunterschied von 1V.
Was ist die physikalisch korrekte Erklärung davon, dass es nach der Verbindung von A+ mit B+, ohne dass ihre Minuspole eine Verbindung haben, zu keinem Stromfluss kommt, obwohl es unter den Beiden einen Unterschied bezüglich Ladungsmenge gibt?

Das Gleiche ist ja der Fall, wenn man nur die Minuspole verbinden würde, aber auch dann, wenn man den Pluspol des einen mit dem Minuspol des anderen verbindet.

Warum erfordert der Ausgleich zwingend einen geschlossenen Stromkreis?
Warum wird ein größerer Elektronenmangel oder -überschuss nicht untereinander ausgeglichen, sondern nur bei einer geschlossenen Kreisverbindung?

Ist es deswegen so, dass sonst die abgegebene Energie keinen freien Pfad hat zu entweichen? Doch die reine Verbindung führt doch dazu, dass diese zwei Punkte auf ein gemeinsames Potential gebracht werden. Erfordert dieser Umstand nicht bereits einen Stromfluss bzw. eine Ladungsverschiebung?
Wie erklärt man dann den Umstand, dass die Punkte an den Quellen nach Trennen dieser Verbindung ihre ursprünglichen Potentiale behalten?

Nobby1 · Anmeldungsdatum: 19.08.2019 Beiträge: 1548

Hier haben wir wieder den Vogel auf der Leitung. Zwischen einer Stromleitung gibt es ein Potential zur Erde. So lange nur der Draht angefasst wird und man in der Luft hängt ( Vogel sitzt drauf) passiert nichts. Genauso wenn man auf der Erde steht und den Draht nicht anfasst. Bei Berührung beider fließt Strom über das Lebewesen.
Warum soll nun zwischen Pluspol+ der Quelle A und Pluspol+ der Quelle B was passieren. Erst wenn der Minuspol- der einen oder anderen Quelle auch berührt wird kann Strom fließen.
Dabei ist egal ob die beiden Quellen verbunden sind oder nicht.
Wenn einseitig verbunden hängen die sozusagen in der Luft.
Wie soll sich das denn ausgleichen.

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5043

Nobby1 · Anmeldungsdatum: 19.08.2019 Beiträge: 1548

Also man hat salopp 2 Batterien, die eine mit 4 V die andere mit 5 Volt.

Wenn beide isoliert nun da stehen fließt kein Strom zwischen den Polen (Kriechströme ausgenommen). Genauso wenig wenn man beide Minuspole oder beide Pluspole oder von Batterie A den Pluspol mit dem Minuspol von Batterie B oder umgekehrt verbindet.
Bei Verbindung beider Minuspole oder Pluspole misst man zwischen den nicht verbunden Polen die Spannung von 1 V( gegenpolige Reihenschaltung). Bei der Verbindung im zweiten Fall 9V, was einer normalen Reihenschaltung entspricht.

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5043

grav1ty · Anmeldungsdatum: 28.06.2018 Beiträge: 14

Der Fall, den @Nobby1 beschreibt, ist mir bewusst. Mir geht es eher darum, was da im Modell der Teilchenebene geschieht.

@DrStupid kommt mit den Anregungen meiner Frage schon sehr nah.

Wenn wir beispielsweise zwei identische Plattenkondensatoren nehmen, den einen auf 70% und den anderen auf 100% laden, anschließend die Spannungsquelle trennen und nun den Pol des einen mit dem des anderen verbinden, dann müsste nach meinem Verständnis eine Ladungsverschiebung stattfinden. Denn ich verbinde hier zwei Punkte unterschiedlichen Potentials miteinander und bringe sie per Definition auf das gleiche Potential. Das setzt doch aber einen Ausgleichsvorgang voraus?

Das gleiche Prinzip übertragen auf zwei Spannungsquellen ergibt für mich in erster Näherung das gleiche Phänomen. Allerdings verliert hier keines der Quellen nach Entfernen dieser Verbindung ihren ursprünglichen Potentialunterschied.

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5043

grav1ty · Anmeldungsdatum: 28.06.2018 Beiträge: 14

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5043

grav1ty · Anmeldungsdatum: 28.06.2018 Beiträge: 14

Ich denke der Knackpunkt liegt hier zwischen den verschiedenen Arten von Strömen.

Der klassisch als "Stromfluss" bezeichnete Strom ist eigentlich der Ladungsträgerstrom bzw. Leitungsstrom. Bei Kontakt von zwei unterschiedlichen Potentialen muss wegen des Potentialunterschiedes trotz offenem Stromkreis eine Ladungsverschiebung stattfinden, damit sich beide Potentiale auf das gleiche Niveau begeben können. Das dürfte dann der Verschiebungsstrom sein, der innerhalb der miteinander verbundenen Punkte geschieht, wie der Umladevorgang beim Kondensator, dessen Platten das Potential der von außen angelegten Potentiale annehmen.

D.h., dass die Verbindung nur von A(+) und B(+), nur von A(+) und B(-) oder nur von A(-) und B(-) zu so einer Ladungsverschiebung führen müssen, dass nach Ende des Vorgangs zwischen den beiden Punkten das gleiche Potential herrscht. Wäre das nicht so, dann hätten beide Punkte trotz sattem Kontakt einen Potentialunterschied und das widerspricht meinem elektrotechnischen Verständnis.

Entsprechend müsste nach der Trennung der obigen Verbindung bzw. während des in Zeitlupe betrachteten Trennvorgangs ebenfalls eine Ladungsverschiebung stattfinden, damit die Quellen ihren vorigen Potentialunterschied zwischen ihren Polen erhalten.

Ich lasse mich natürlich gerne korrigieren bzw. eines besseren belehren.

DrStupid · Anmeldungsdatum: 07.10.2009 Beiträge: 5043

Qubit · Anmeldungsdatum: 17.10.2019 Beiträge: 829