Pluspol an Erdung?
Hallo!
Wenn ich einen Batteriepluspol mit der Erdung verbinde, wird dann der gesamte Boden positiv aufgeladen?
Lg
4 Antworten
Ja, ein klein wenig, wegen der Kapazität zwischen Erde und Minuspol der Batterie.
Aber der weitaus größte Teil der positiven Ladung bleibt doch soweit wie möglich in der Nähe des Minuspols der Batterie, weil hier der größte Anteil dieser Kapazität sitzt.
Das mit dem "neutral" ist so eine Sache. Den Potenzialnullpunkt kann man hinlegen, wo man will, nur die Potenzialdifferenzen spielen eine Rolle. ("Eichinvarianz des elektrischen Feldes")
Die Batterie erzeugt eine Potenzialdifferenz von 9 V zwischen ihren Polen. Wenn man einen der Pole auf ein bekanntes Potenzial bringt, liegt der andere Pol am entsprechenden anderen Potenzial.
Der Minuspol der Batterie stößt negative Ladungen im Boden ab und/oder zieht positive Ladungen im Boden an, weil der Pluspol der Batterie mit dem Boden verbunden ist und damit auf dem Potenzial des Bodens liegt.
(Ob negative oder positive Ladungen oder beide bewegt werden, ist für die klassische Elektrostatik und Elektrodynamik völlig bedeutungslos. Erst, wenn man es mit freien Elektronen zu tun bekommt, oder wenn man bestimmte Phänomene wie den Hall-Effekt erklären will, kommt die Elektronentheorie ins Spiel.)
Wie soll ich den Minuspol auf ein Potential bringen? Der angeschlossene Körper nimmt ja je nach Beschaffenheit das Potential an.
Warum zeichnet man bei manchen Schaltungen unter den Widerständen einer Masche das GND Symbol hin? Müsste GND nicht an der Kathode sein? Es fällt ja an den Leitern auch noch Spannung ab.
Wie viel Potential hat der Pluspol einer 9V Batterie dann tatsächlich?
Häng den Minuspol an einen Leiter des gewünschten Potentials oder häng den Pluspol an einen Leiter mit einem um 9 V höheren Potential.
GND (Ground, dt. Masse) ist meistens das Gehäuse. Und nur meistens, aber nicht immer, mit dem negativsten oder überhaupt einem Potential im Innern leitend verbunden. Manchmal haben einzelne Schaltgruppen auch ihre eigene Masseverbindung, dann erhalten sie ein solches Symbol. Oder man spart Linien und zeichnet das Massesymbol statt einer Linie zum Massepotential.
Der Pluspol einer 9-V-Batterie hat ein um 9 V höheres Potential als der Minuspol dieser Batterie. Es gibt kein "absolutes Potential", deshalb hat eine solche Frage keinen wirklichen Sinn. Selbst, wenn wir das Potential im Unendlichen auf 0 festlegen, können wir nur , wenn die Batterie weit, weit weg von aller sonstigen Materie ist, Aussagen über das Potential der Pole machen. Bei symmetrischer Gestaltung liegen sie auf +4,5 V bzw. -4,5 V. Bei asymmetrischer Verteilung hängt es stark von Größe und Form der Elektroden ab. Wenn der Minuspol z. B. um den Pluspol herumgelegt wird (wie in vielen abgeschirmten Kabeln), liegt der Minuspol nahe bei 0 (etwas darunter) und der Pluspol entsprechend bei knapp +9 V.
Überhaupt kann man bei "galvanisch getrennten" Objekten nur schwer von einem gemeinsamen Potential sprechen, es sei denn, man hat Effekte, die von ihrer Kapazität gegeneinander herrühren. (Z. B. die Spannung von Wolken gegen Erde bei Gewitterneigung.)
Was bedeutet das mit: "Man kann das Potential im Unendlichen auf 0V festlegen"? Was macht das für einen Sinn?
Das vereinfacht die Formeln ein wenig.
Sonst hätte man z. B.
U(r) = Q / (4 π ε₀ r) + U_∞
statt
U(r) = Q / (4 π ε₀ r)
Entsprechend für die meisten anderen Potentiale.
Hallo,
die Frage kann man so beantworten:
- gegenüber dem Minuspol und allen daran angeschlossenen Teilen der Batterie, ist die Erde dann positiv.
- gegenüber allen anderen Teilen richtet sich die Polung nach deren Ladung.
Die Frage ist also nur als:
Ladung zwischen den Polen zu beantworten!
Grüße aus Leipzig
Aber wird die Kathode dann sämtliche Elektronen einsaugen und die Batterie dadurch aufgebraucht? Der Erdboden ist ja neutral und darum müsste eine Spannung bestehen!
Ein Ausgleich der Spannung ("aufsaugen der Elektronen") findet nur statt, wenn Strom fließt.
Da es, z.B. auch über die Luft, als guter Isolator, ein geringer Strom fließt, kann sich die Spannung auch darüber entladen. Damit entlädt sich dann auch die Batterie.
Achso, "neutral" ist auch nur gegenüber zu betrachten, siehe oben.
Aber die Erde hat ja eine extrem hohe Kapazität.
Warum läuft die Oxidation der Kathode dann nicht ab?
Welche Oxydation? Du scheinst jetzt einiges durcheinander zu bringen.
In der Batterie zieht die Kathode ja Elektronen an, wodurch das unedle Metall reduziert wird.
Kann es nur von der Anode Elektronen aufnehmen, weil diese weitgehend verhindert, dass fremde Elektronen in die Batterie gelangen?
Das hier kann kein Nachhilfeuntericht sein - wende Dich da an Deine Bildungseinrichtung.
In der Schule hatten wir nur eine Stunde Spaßphysikunterricht.
Muss mich wohl ans Telekolleg wenden.
Hallo Usedefault,
da fehlen Infos. Ist bei der Batterie denn der Minuspol bzw. das Gehäuse mit der Erde verbunden?
Ansonsten passiert gar nichts da ein Strom nur in einem geschlossenen Kreislauf fließen kann.
Sollte Minus mit der Erde verbunden sein erzeugst du einen Kurzschluss und die Batterie entläd sich. Das Potential der Erde ändert sich dabei nicht.
Gruß
Warum saugt die Batteriekathode nicht sämtliche Elektronen aus dem Erdboden ein?
Dann gibts zunächst mal einen dicken Lichtbogen und auf Dauer eine überhitze Batterie.
Das heißt es fließt Strom bzw. Elektronen fließen von der Erde zur Kathode und die Batterie wird einseitig aufgebraucht?
Wenn auch der Minuspol angeschlossen ist...
Wenn der Minuspol nicht angeschlossen ist, passiert gar nichts.
Warum nimmt die Kathode dann nicht extrem viele Elektronen vom Erdboden auf?
Weil eine Spannung fehlt, die die Elektronen verschiebt.
Wieso fehlt die Spannung? Die Pluspol hat ja bei 9V ca. +4,5V Potential und der Erdboden hat 0V, weil er neutral ist.
Oder habe ich hier einen Trugschluss?
Spannung benötigt immer einen Bezug (Minuspol/Neutralleiter). Einen gemeinsamen Bezug zwischen Pluspol und Erde gibt es aber nicht. Wenn du ein Voltmeter zwischen Pluspol und Erde anschließt, ohne dass der Minuspol der Batterie mit der Erde verbunden ist, wirst du 0 V messen.
Deswegen können Vögel auch auf einer 200.000 V-Leitung sitzen, ohne einen Schlag zu kriegen.
Liegt das daran, dass die Batterie eigentlich neutral ist?
Wenn ich elektrisch geladen bin, bekomme ich ja doch einen Schlag, wenn ich auf der Liftknopf drücke.
Aber nur, wenn ein geschlossener Stromkreis entsteht durch die Hand und die Füße. Würdest du auf einer dicken Gummimatte stehen, gäbs keinen Schlag.
Entlädt sich leicht das Haus über den Mensch in den Boden?
Hat diese Elektrisierung nicht mit der Ladung des Menschen zu tun?
Eine leichte elektrostatische Aufladung kann schon passieren, die ist aber nur gering.
Und von wo nach wo besteht die Spannung, wenn der Finger die Klinge und der Fuß den Boden berührt?
Die Spannung besteht zwischen Klingel und Erde. Die sind aber zunächst isoliert und der Stromkreis wird dann durch dich mit Finger auf der Klingel und den Füßen auf der Erde geschlossen.
Warum ist das ein Kreis? Das ist ja nur ein einseitiger Strom von Ladungsträgern, oder?
oder du meinst das:
Im Prinzip ist die Kombination
Klingelknopf-Erde eine Spannunsgquelle. Verbindet man die beiden Pole
der Spannunsgquelle miteinander, was du machst, dann ist der Stromkreis
geschlossen und es fließt Strom.
Oder du bist elektrostatisch
aufgeladen und die Ladung entlädt sich, sobald du den Klingelknopf
berührst. Dann bist im Prinzip du die Spannunsgquelle.
Ja aber dann ist es ja ein Stromfluss, weil für einen Kreis müsste ja eine Schlaufe vorliegen.
Das wäre jetzt eigentlich Zeit für eine Skizze. Im Moment fürchte ich, haben wir unterschiedliche Bilder vor Augen.
Achso! Der Minuspol der Batterie hält weitere Elektronen von der Batterie durch seinen räumlichen Einflussbereich fern, weshalb diese nach außen hin neutral (0V) ist?