Protokoll der Physikstunde am 29.05.2002
Elektrizitätslehre
Spannung
Die Spannung ist durch U=W/Q definiert.
| Symbol | Bezeichnung | Einheitensymbol | Einheitenbezeichung |
|---|---|---|---|
| U | Spannung | V | Volt |
| W | Energie | J | Joule |
| Q | Ladung | C | Coulomb |
- Spannung
- Spannung beschreibt, wie groß der Elektronendruckunterschied ist.
Die Spannung entspricht also der Elektronengas-Druckdifferenz.
Anders ausgedrückt: Unter Spannung versteht man das Bestreben der elektrischen Ladungen von einem Pol einer Spannungsquelle zum anderen zu gelangen. - Spannungsquelle
- Eine Spannungsquelle kann als "Pumpe für freie Elektronen
(Elektronengas)" bezeichnet werden. Eine Elektronenpumpe hast zwei
Kennzeichen:
- Kapazität
Anzahl der Elektronen - Spannung
Wie stark ist der Druck, wie groß ist der Unterschied.
- Kapazität
Eine mögliche Spannungsquelle ist die Batterie.
Die Batterie
Jede Spannungsquelle, also auch die Batterie, hat zwei Elektroden (positiv
geladene Anode und negativ geladene Kathode). Die Anode wird durch ein unedles
Metall erzeugt (z. B. Natrium, Na), welches schnell
in den stabilen Ionenzustand zurückkehren will. Die Kathode wird durch edles und positiv ionisiertes
Metall erzeugt (z. B. Kupfer, Cu2+), welches zusätzliche
Elektronen aufnehmen und halten kann. Beide Metalle werden durch ein
Elektrolyt
verbunden.
Kupfer wird in diesem Fall zum negativen Pol, da jedes Natriumatom ein Elektron über das Elektrolyt an Kupfer abgegeben hat (Elektronenüberschuss). Natrium ist aus dem gleichen Grund zum positiven geworden.