Was ist der genaue unterschied zwischen spannung und strom?
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8 Antworten
Nun ja, elektrische Spannung liegt vor, wenn elektr. Ladungen voneinander getrennt sind, auf einer Seite + und andrer Seite - Ladung.
Spannung U hat Einheit Volt
Elektrischer Strom dagegen entsteht, wenn sich diese Ladungen über einen Leiter ausgleichen können. Es ist das Fließen von elektr. geladenen Teilchen.
Strom(stärke) I hat Einheit Ampere
Die elektrische Spannung U(|r›₁,|r›₂) zwischen zwei Orten |r›₁ und |r›₂ ist eine Differenz zwischen zwei elektrischen Potentialen, also
(1.1) U = φ₂ – φ₁ = φ(|r›₂) – φ(|r›₁),
d.h. einen Körper der Ladung q ist
(1.2) ΔW = qU = q(φ₂ – φ₁) = q(φ(|r›₂) – φ(|r›₁))
die Arbeit, die man im Falle φ₂ > φ₁ aufwenden muss, um den Körper von |r›₁ nach |r›₂ zu bringen, oder die Arbeit, die im umgekehrten Fall das elektrische Feld an dem Körper verrichtet.
Es gibt auch „Gravitationsspannung“ ΔΦ, auch wenn das Wort nicht üblich ist (unverständlich, ist doch „Gravitationspotentialdifferenz“ wesentlich sperriger). Zwischen zwei Punkten der (geringen) Höhendifferenz Δh ist diese in einem homogenen Schwerefeld der Fallbeschleunigung g
(2) ΔΦ = g·Δh = g(h₂ – h₁).
Diese Energie braucht man, um einen Körper gegen g um Δh anzuheben. Umgekehrt verrichtet das Gravitationsfeld Arbeit an einem Körper, der von h₂ nach h₁ frei fällt, und der wird immer schneller. Ähnlich ergeht es beispielsweise Elektronen in einer Elektronenröhre.
Eine solche Situation des freien Falls liegt in einem Leiter nicht vor. Hier enthält der Leiter eine gewisse Dichte beweglicher Elektronen als Ladungsträger. Diese bewegen sich ungeordnet.
Liegt ein elektrisches Feld an, werden die Elektronen entgegen dessen Richtung beschleunigt. Sie werden jedoch nicht immer schneller, weil sie zugleich durch eine Art Reibungskräfte abgebremst werden, mit der der elektrische Widerstand zu tun hat.
Es entsteht eine gleichmäßige Driftbewegung als Gleichgewichtszustand zwischen Beschleunigung und Abbremsung.
Je mehr Ladungsträger sich in einer dünnen Schicht befinden und je schneller sie fließen, desto mehr Ladung tritt pro Zeiteinheit durch eine Querschnittsfläche des Leiters. Das ist die Stromstärke
(3) I = Q/Δt.
Zur Veranschaulichung kannst Du Dir zum Beispiel einen Fluss vorstellen. Der Spannung entspricht dann eine Höhendifferenz (mal Fallbeschleunigung g), der Stromstärke die Masse Wasser, die pro Zeiteinheit durch den Flussquerschnitt tritt.
Ein anderes Bild ist das einer geschlossenen Leitung, in der eine Druckdifferenz herrscht, die für die Spannung steht.
Die Stromstärke ist, welche Menge an Ladung an einem Ort im Kabel in einer Zeitspanne vorbeifließt. Sie wird mit dem Buchstaben I bezeichnet und in Ampère gemessen.
Die (elektrische) Spannung ist der Antrieb, mit welchem die Elektronen von Plus zu Minuspol wandern. Sie wird mit dem Buchstaben U bezeichnet und in Volt gemessen.
Strom im allgemeinen ist die Bewegung der Ladungsträger, also der Elektronen vom Minuspol, wo ein Elektronüberschuss herrscht, zum Pluspol, wo ein Elektronenmangel herrscht. Dort werden sie quasi wieder von neuem zurückgezogen und so entsteht der Stromfluss.
Ich mach es mal etwas simpel und nicht ganz vergleichbar aber vielleicht zum Verständnis
Stell dir vor du hast ein Gummiband und willst damit jemanden abschießen.
Je nach dem wie stark du es "spannst" um so weiter kann es fliegen. Oder desto schneller wird es.
Ähnlich verhält es sich mit der Elektronenwanderung in einer Elektroleitung.
Strom ist die Anzahl der Elektronen. Also in Unserem Fall. schieße ich mit einem Gummiband oder mit 50 Bändern gleichzeitig.
Alle Elektriker werden mich jetzt wohl steinigen - aber so in etwa kannst du dir das Vorstellen.
Zur Vervollständigung:
Wiederstand ist dann etwas das die Gummibänder abbremst wenn du sie loslässt :-)
Das ist echt ne miese Darstellung. Viel besser ist es, die Elektrozität mit Wasserleitungen zu vergleichen. Wasserdruck, Wassermenge, Leitungsdicke usw.
Strom ist wie Wasser, das durch ein Rohr durchfliest. Die Spannung bestimmt mit welcher Geschwindigkeit das Wasser da Durchläuft. Je größer die Spannung, desto schneller läuft das Wasser, der Strom.
ein IT Elektroniker.