Wieso gibt es bei Elektromangel mehr Potential?
Nehmen wir an innerhalb einer Leiter gibt es zwei Punkte. Wegen der Lorentzkraft und blabla gibt es bei einem Punkt mehr Elektronen, wieso hat der Punkt weniger Potential als der, der einen Elektronenmangel hat?
2 Antworten
Der elektrische Strom fließt vom höheren Potential zum niedrigeren Potential. Da die Stromrichtung von Plus nach Minus definiert ist, hat der Punkt mit dem höheren Potential Elektronenmangel (oder einen Überschuss an positiven Ladungsträgern). Der Punkt mit dem niedrigen Potential hat Elektronenüberschuss (oder einen Mangel an positiven Ladungströgern).
Der Hintergrund ist, dass die Elektronen negative Ladung tragen, was dazu führt, dass die Elektronen sich zwar von Minus nach Plus bewegen, der elektrische Strom aber von Plus nach Minus fließt.
Grob zusammengefasst:
Hohes Potential ist Plus, niedriges Potential ist Minus.
Der elektrische Strom fließt von Plus nach Minus.
Positive Ladungsträger (z.B. Kationen) bewegen sich von Plus nach Minus.
Negative Ladungsträger (z.B. Elektronen, Anionen) bewegen sich von Minus nach Plus.
Da sie meisten beweglichen Ladungsträger Elektronen sind, hätte man die Stromrichtung auch andersrum definieren können. Aber damals wusste man es nicht besser und heute muss man damit leben.
Da es in Halbleitern sowohl positive als auch negative bewegliche Ladungsträger gibt, hat man das Problem dort sowiso.
Erstmal: Potentiale sind relativ. Wenn ich sage, dass scorpi7 größer ist, dann brauche ich eine Vergleichsperson. Ohne Vergleichsperson hat die Aussage keine Bedeutung. Größer als wer? Größer als was?
Dann:
Was passiert, wenn du einen Ball von einem Berg rollen lässt. Rollt der Ball nach oben oder nach unten? Die gleiche Frage kann man auf deine Frage projizieren.
Wenn Punkt A und Punkt B eines Leiters unterschiedliche Mengen an Ladungsträgern haben, gibt es zwischen diesen beiden ein Kräfteungleichgewicht. Wenn Punkt A ggü. B mehr Ladungsträger hat, dann hat Punkt A ggü. B ein höheres elektrisches Potential, da die Ladungen von A danach streben sich in Richtung B zu bewegen. Es ist bildlich gesprochen wie ein Gefälle.
Angenommen die Punkte würden nur aus Elektronen bestehen, also idealisiert gedacht keine Neutronen oder Protonen vorhanden, sondern nur Elektronen.
Elektronen untereinander stoßen sich ab, doch warum würden sie sich von Punkt A nach B bewegen wollen? In B sind doch auch Elektronen, die sich untereinander abstoßen, aber auch die in A abstoßen würden?
Ja, aber 50 Elektronen in B, die sich untereinander abstoßen, haben in Summe eine geringere Kraft ggü. 70 Elektronen in A, die sich ebenfalls untereinander abstoßen. Der Kräfteunterschied liegt dann bei 20 Elektronen. Diese "Überkraft" baut sich soweit ab, bis beide Punkte gleiche Mengen, also 60 Elektronen haben.
Das ist eine sehr starke Vereinfachung und soll dir helfen das rudimentäre bildlich zu verstehen. In Wahrheit sprechen wir von Abermilliarden an Teilchen, elektromagnetischen Feldern und deren Störungen.