Potenzialdifferenz einer Batterie?
Eine Batterie hat z.B. eine Potenzialdifferenz von 12 V. Das würde ja bedeuten an einem Proton dass sich gerade am negativen Pol befindet, muss 12 * 1.6 * 10^(-19) J an Arbeit verrichtet werden um dieses zum positiven Pol zu bringen und damit den Stromkreislauf aufrecht zu erhalten.
Aber ich verstehe das nicht ganz, denn wenn ich mich mit dem Proton immer weiter zum positiven Pol nähere benötige ich ja immer mehr Energie um es noch näher zum positiven Pol zu bringen? Wenn die Distanz gegen Null geht geht ja die Energie gegen unendlich, die ich aufwenden muss? Oder bewegt sich das Proton "seitlich" am positiven Pol vorbei?
3 Antworten
Protonen bewegen sich (abgesehen von wärmebedingten Schwingungen) überhaupt nicht.
Aber am Minuspol herrscht ein Überfluss von Elektronen, die sich zum Puspol bewegen möchten. Jedes Elektron verrichtet auf dem Weg vom Minus- zum Pluspol die Arbeit 12 * 1.6 * 10^(-19) J.
Das ist richtig. Innerhalb der Spannungsquelle werden positive Ladungsträger zum Pluspol und negative Ladungsträger zum Minuspol befördert. Woher die Energie dafür kommt, hängt von der Art der Spannungsquelle ab. Meistens handelt es sich um chemische Prozesse (Akku oder Primärbatterie) oder elektromagnetische Induktion (Generator, Trafo).
Dass Du die Prozesse innerhalb der Spannungsquelle meinst, hatte ich nicht gesehen. Daher ging es mir in meiner Antwort um den äußeren Teil des Stromkreises (Verbraucher).
Bei elektrochemischen Prozessen können positiv und auch negativ geladene Ionen eine Rolle spielen und sich bewegen.
Bei elektromagnetischer Induktion in Metallen werden nur Elektronen angetrieben. Die Atomkerne bleiben an ihrer Stelle.
Aber ich verstehe das nicht ganz, denn wenn ich mich mit dem Proton (Anmerkung: Elektron) immer weiter zum positiven Pol nähere benötige ich ja immer mehr Energie um es noch näher zum positiven Pol zu bringen?
Warum sollte das so sein?
die freien Ladungsträger in Metallen sind Elektronen.
Das was du beschreibst, dass Elektronen arbeit verrichten, passiert doch an einem Widerstand bzw. Verbraucher oder? Das was ich meine ist dass Energie aufgewendet werden muss um die Elektronen in einer Batterie vom positiven zum negativen Pol zu bringen damit diese durch den Draht wieder zum positiven Pol fließen können.
Zitat aus Halliday Bachelor Edition: "Innerhalb der Spannungsquelle bewegen sich positive Ladungsträger aus einem Bereich mit niedrigem elektrischen Potenzial und damit geringer elektrischer potenzieller Energie (am negativen Pol) heraus in den Bereich mit höherem elektrischen Potenzial und damit auch höherer elektrischer potenzieller Energie (am positiven Pol)."