Spannungsquelle Elektronenausgleich?
Stellen wir uns einen Stromkreis mit einer Spannungsquelle z.B. eine Batterie vor. Die Batterie hat im Pluspol kaum bis gar keine Elektronen und im Minuspol voller Elektronen. Ist der Stromkreis nun geschlossen, fließen die Elektronen physikalisch von minus nach plus.
Hierbei frage ich mich, wie lange dieser Prozess anhält. Man könnte sagen solange eine Spannung besteht. Aber fließen sämtliche Elektronen von plus nach minus, sodass im Pluspol gar keine Elektronen mehr vorhanden sind oder lediglich bis zum neutralen Ausgleich zwischen Elektronen und Protonen in beiden Polen?
2 Antworten
Wue Du richtig vermutest, bis zum Ausgleich der Ladungen. Wenn die Anzahl der Protonen mit der Anzahl der Elektronen übereinstimmt, gibt es keine Spannung mehr und also keinen Stromfluss.
"Ist der Stromkreis nun geschlossen, fließen die Elektronen ...."
Nein! Deiner Beschreibung zufolge wird gar kein Stromkreis geschlossen, sondern ein elektrostatischer Vorgang ausgelöst. Bei der elektrisch leitenden Verbindung entgegengesetzter Ladungen findet im Bruchteil einer Sekunde der Ladungsausgleich statt. In diesem Moment fließt ganz kurz ein Strom, der ggfs. einen Entladungsfunken auslöst (wie z.B. beim Gewitterblitz) oder auch ein geeignetes Leuchtmittel aufblitzen lässt. Nach der Entladung sind sind alle freien Elektronen über beide Seiten verteilt, alle Atome sind dann neutral. Nun zum Anfang Deiner Überlegung:
"Stellen wir uns einen Stromkreis mit einer Spannungsquelle z.B. eine Batterie vor....."
Der Stromkreis mit Batterie ist etwas völlig Anderes! Hier wird durch einen chemischen Prozess eine anhaltende Spannung erzeugt, die bei geschlossenem Kreis solange einen anhaltenden Stromfluss bewirkt, bis der Vorrat an chemischer Energie erschöpft ist. Hier wird chemische Energie in elektrische Energie gewandelt. Bei Akkus (Akkumulatoren) ist der Prozess umkehrbar.
Mit anderen Worten:
Bei der elektrostatischen Entladung wird blitzartig ein Elektronenstau aufgelöst.
Beim Stromkreis mit Batterie dagegen strömen die Elektronen immerzu im geschlossenen Kreis herum wie die Kettenglieder der Fahrradkette. Hier stauen sich keine Elektronen, solange keine induktiven oder kapazitiven (also nur Ohm'sche) Widerstände auftreten.