Hallo zusammen, muss euch leider mit sehr trivialen Anfängerfragen nerven. An dem Minuspol einer Batterie befinden sich die negativen Ladungsträger in Form von Elektronen, am Pluspol dementsprechend positive Ladungsträger. 1. Frage: Was sind jetzt diese positiven Ladungsträger am Pluspol? Sind es Ionen, also Atomkerne (Protonen) ohne Elektronen auf der Schale? Dann verstehe ich aber nicht, wie positive Ladungsträger fließen können? 2. Frage: Sind die beiden Elektroden der Batterie statisch aufgeladen, wie beispielsweise ein mit Seide geriebner Glasstab? Ich meine vom physikalischen Prinzip her? 3. Frage: Wenn ich jetzt nur den Minuspol einer Batterie mit dem Pluspol einer anderen Batterie verbinde, warum fließen dann die Ladungen nicht ab? (Die anderen beiden Pole sind nicht miteinander verbunden) Gruß
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Du solltest Frage 2 und Frage 3 durchlesen und einmal schauen, ob die eine die andere beantwortet.
Stefan H. schrieb: > ... am Pluspol dementsprechend positive Ladungsträger. Dann ist doch alles in Ordnung. Nenne sie "Löcher", also Planstellen für Elektronen.
1.) Nicht alle Elektronen fehlen, sondern nur einzelne des äußeren Orbitals. In Halbleitern nennt man sie auch Defektelektronen, auch Löcher 2.) Wenn Seide an Glas gerieben wird entstehen Spannung von mehreren 10kV. Da beides Isolatoren sind, ist die Quelle extrem hochohmig, und die Ladungen können nicht abfließen, daher statische Elektrizität. 3.) Wenn kein geschlossener Stromkreis existiert, kann auch kein Strom fließen.
Stefan H. schrieb: > 1. Frage: Was sind jetzt diese positiven Ladungsträger am Pluspol? Sind > es Ionen, also Atomkerne (Protonen) ohne Elektronen auf der Schale? Dann > verstehe ich aber nicht, wie positive Ladungsträger fließen können? Wenn es sich um die außerhalb des Elektrolyten befindlichen metallischen Elektroden handelt, dann erfolgt der Ladungstransport ausschließlich durch Elektronen und Löcher. Löcher sind fehlende Elektronen. > 2. Frage: Sind die beiden Elektroden der Batterie statisch aufgeladen, > wie beispielsweise ein mit Seide geriebner Glasstab? Ich meine vom > physikalischen Prinzip her? Jein... Die elektrochemische Reaktion führt in der Tat zu einer Ladungstrennung. Das ist aber die einzige Gemeinsamkeit mit einer elektrostatischen Aufladung durch Reibung. > 3. Frage: Wenn ich jetzt nur den Minuspol einer Batterie mit dem Pluspol > einer anderen Batterie verbinde, warum fließen dann die Ladungen nicht > ab? (Die anderen beiden Pole sind nicht miteinander verbunden) Es wird zu einem kurzzeitigen Ladungsausgleich zwischen den miteinander verbundenen Polen kommen, da sich sich mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit nicht auf demselben Potential befunden haben werden. Es tritt jedoch kein dauerhafter Stronmfluss auf, sofern die beiden anderen Elektroden nicht miteinander verbunden werden.
> 2.) Wenn Seide an Glas gerieben wird entstehen Spannung von mehreren > 10kV. Da beides Isolatoren sind, ist die Quelle extrem hochohmig, und > die Ladungen können nicht abfließen, daher statische Elektrizität. Ok, Danke, das verstehe ich auch nicht: Wenn ich den Glasstab elektrostatisch aufgeladen habe, wie können dann die Überschussladungsträger abfließen, wenn ich den Stab an ein Stück Metall halte. Der Glasstab ist doch ein Isolator? Gruß
Die Ladung wird im Allgemeinen "abgestreift". Über die dann kurzen Entfernungen im Glas ist der Widerstand nicht unendlich, einige mm weit wandern dann die Ladungen durch das Glas zur Kontaktstelle.
Positive Ladungsträger gibt es eigentlich nur in Flüsigkeiten oder ionisierten Gasen. Die saublöde Elektrostatik sollte man Anfängern nicht aufs Auge drücken. Die erzeugt nur ein Durcheinander. Erst wenn man die Grundgesetze wie Kirchhoff-Regel, geschlossenen Stromkreis, Spannungssumme in einer Schleife, Ohmsches Gesetz usw. verstanden hat, sollte die Elektrostatik drankommen. Aber bestenfalls als exotische Art der Spannungsentstehung mit ihren Gefahren. Schon der Begriff Reibungselektrizität ist ein Unsinn. Die Spannung entsteht durch Trennung der bei jeder Berührung zweier Stoffe entstehenden Grenzschicht, sollte also besser Trennungselektrizität heißen. Man muss nur als Lehrer durchgemacht haben, wie die Versuche je nach Wetter (Luftfeuchtigkeit) daneben gehen oder nach Besetzung des Raums (viele Schüler = feuchte Luft durch Atem). Dann weiß man dass man bei der Elektrostatik größtenteils dem Zufall ausgeliefert ist. Und das hilft auf keinen Fall dem Entstehen einer sauberen Begriffsstruktur. Und, mein Gott,muss man sich wirklich heutzutage noch mit Katzenfellen, Seidenstoffen oder Bernstein, Hartgummi Glas usw. herumschlagen?
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Peter R. schrieb: > Positive Ladungsträger gibt es eigentlich nur in Flüsigkeiten oder > ionisierten Gasen. Vielen Dank, der Pluspol einer Batterie besteht also aus "freien Plätzen", die durch Elektronen besetzt werden können? Wenn man so will, fließen diese "Fehlstellen" dann mit den wandernden Elektronen? Jedes Elektron "rückt dann sozusagen einen weiter"? Gruß
Stefan H. schrieb: > An dem Minuspol einer Batterie befinden sich die negativen Ladungsträger > in Form von Elektronen, am Pluspol dementsprechend positive > Ladungsträger. Schon dieser Satz ist ein Quatsch! im Elektrolyten gibts zwar positive und negative Ladungsträger. Die Metallelektroden haben nur etwas e-Überschuss und etwas e-Mangel, weil bei der Grenzschicht Flüssigkeit-Metall Elektronen durch chemische Vorgänge abgegeben oder aufgenommen werden.
Danke, verstehe, ich hatte nicht bedacht, wie die Elektrizität in der Batterie hervorgerufen wird. Ich habe noch eine Frage zu dem Modell der "Punktladung" in der Elektrostatik. Diese Punktladung, mit der die Elektrostatik "hantiert", stellt also nur den intrinsischen Zustand der "elektrischen Ladung" dar? Sie steht nicht für den Träger der Ladung? Warum wird sie als Punkt ohne Ausdehnung behandelt? Gerade weil sie nur den Zustand darstellen soll? Gruß
Stefan H. schrieb: > Vielen Dank, > > der Pluspol einer Batterie besteht also aus "freien Plätzen", die durch > Elektronen besetzt werden können? Wenn man so will, fließen diese > "Fehlstellen" dann mit den wandernden Elektronen? Jedes Elektron "rückt > dann sozusagen einen weiter"? > > Gruß Genau diese Vorstellung erklärt die Leitung in P-Material in zutreffender Weise. Aber nicht die in dem Metall des Pluspols Bei Metallen entstehen durch die enge Packung der Atome freie Elektronen, die keinem bestimmten Atom zuzuordnen sind. Man spricht da von einem Elektronengas, das sich innerhalb des Kristallgitters frei bewegt. Man kann da nur von e-Mangel oder e-Überschuss sprechen weil die Elektronen nur dem Gesamtgitter zuzuordnen sind. Die Leitung im Metall erfolgt ausschließlich durch Elektronen. Die Punktladung ist eine rein abstrakte Vorstellung, wenn der geladene Bereich so klein ist, dass man abmessungsbedingte Effekte vernachlässigen kann. Man kann sich z.B, eine punktförmige Schallquelle vorstellen. Eine Schallquelle, die klein gegen den betrachteten Raum ist, wird ein Schallfeld erzeugen, das dem einer Punktquelle entspricht, nämlich exakt kugelförmige Wellen. Stefan H. schrieb: > stellt also nur den intrinsischen Zustand der "elektrischen Ladung" dar? Was soll das Wort intrinsisch hier bedeuten? Ein Tipp zur Anwendung von Fremdwörtern: - Der Doofe demaskiert sich als Schaumschläger wenn er Fremdwörter ohne zu wissen, was sie bedeuten, nur weil sie "gut klingen", anwendet: Beispiele: ultimativ, Paradigmenwechsel,... Besonders toll ist es, wenn dann Fremdwörter falsch verwendet werden. -Fortgeschrittene verwenden Fremdwörter, von denen sie wissen, was sie bedeuten. (als Fachbegriffe) -Könner vermeiden Fremdwörter wenn es sich auch auf gut deutsch sagen lässt.
> Stefan H. schrieb: >> stellt also nur den intrinsischen Zustand der "elektrischen Ladung" dar? Damit meine ich, dass der Zustand "Ladung" eine Eigenschaft des Teilchens, hier des Elektrons, ist, der dem Teilchen ohne Zutun eigen ist, wie dies zum Beispiel die Masse ist. Gruß
Stefan H. schrieb: > Ich habe noch eine Frage zu dem Modell der "Punktladung" in der > Elektrostatik. Diese Punktladung, mit der die Elektrostatik "hantiert", > stellt also nur den intrinsischen Zustand der "elektrischen Ladung" dar? > Sie steht nicht für den Träger der Ladung? > Warum wird sie als Punkt ohne Ausdehnung behandelt? Gerade weil sie nur > den Zustand darstellen soll? Die "Punktladung" ist ein Objekt, welches eine Ladung trägt und dessen Abmessungen zu vernachlässigen sind. Sie ist eine ähnliche Modellvorstellung wie die Punktmasse bei der Behandlung der Mechanik. Prinzipiell kann eine Punktladung sehr groß sein; in der Perspektive des Sonnensystems könnte eine Gewitterwolke durchaus als Punktladung angesehen werden, oder zwei 10cm große Metallkugeln im Abstand von 3m. Deine Beschreibung passt eher auf den Begriff "Elementarladung".
Sehr gute Frage. Daran schließen sich direkt solche Fragen an wie: Was ist Magnetismus? Warum stoßen sich Ladungen an oder ab? Ich kann mich noch erinnern wie ich vor mehreren Jahrzehnten meinen Physiklehrer gefragt habe was der Magnetismus eigentlich nun genau ist und wo er herkommt, was ihn "macht"? Er konnte darauf keine Antwort geben. Wie sieht das heute aus - ist mittlerweile geklärt was Magnetismus "im Innenstern" eigentlich ist, wie er funktioniert? Die selbe Frage Stelle ich mir, genauso wie Kurt auch zum Begriff der Ladung. Also nicht "nur einfach" wie Ladungen / Magnetismus erzeugt, gemessen, berechnet werden und wie die Begriffe als Denkmodelle genutzt werden um die Erscheinungen die damit im Zusammenhang stehen zu beschreiben. Dirk
> Was ist Magnetismus? > Warum stoßen sich Ladungen an oder ab? > Diese Frage wird innerhalb der Quantenelektrodynamik und der Quantenfeldtheorie geklärt. Ebenso die Frage nach der elektrischen Ladung. Das Problem ist, die Quantenelektrodynamik erklärt nicht die letzte Entität des Magnetismus oder der elektrischen Ladung, sondern zeigt nur auf perfekte Weise, dass alle anderen Konzepte nicht funktionieren. Ich persönliche denke, dass das "Innerste" des Magnetismus eben aus nichts anderem besteht als aus diesem "Wirken". Bleibt natürlich die frage, woher der Antrieb dazu kommt . . . Gruß
Andreas S. schrieb: > Wenn es sich um die außerhalb des Elektrolyten befindlichen metallischen > Elektroden handelt, dann erfolgt der Ladungstransport ausschließlich > durch Elektronen und Löcher. Löcher sind fehlende Elektronen. Löcherleitung gibt's nicht in Metallen. In Metallen transportieren ausschließlich Elektronen Ladung.
Was sind dann die positiven Ladungsträger an der Pluselektrode eines Spannungsversorgungsnetzteils oder einer Batterie? Gruß
Stefan H. schrieb: > Was sind dann die positiven Ladungsträger an der Pluselektrode eines > Spannungsversorgungsnetzteils oder einer Batterie? Sofern es sich bei dem Elektrodenmaterial um Metall handelt: Ionen. Und zwar ortsfeste Ionen. Die bleiben, wo sie sind. Sie fließen nicht vom Pluspol der Batterie aus in den Leitungsdraht. Einzig und allein die Elektronen fließen aus dem Minuspol der Batterie heraus und beim Pluspol wieder hinein.
Es gibt keine positiven Ladungsträger im Strombegriff, es gibt nur Elektronen und Plätze, wo noch Elektronen hineinpassen. Die einzigen echten Ladungsträger beim Stromfluss in Metallen sind Elektronen. Der Begriff der Kälte ist ähnlich. Physikalisch gibt es keine Kälte, nur die Abwesenheit von Wärme.
Sinus T. schrieb: > 3.) Wenn kein geschlossener Stromkreis existiert, kann auch kein Strom > fließen. Das stimmt übrigens nicht. Jede Verschiebung von Ladungen ist Strom. Natürlich kann sich ein geladener Gegenstand z.B. an einem anderen Entladen. Das ist dann aber natürlich kein andauernder Strom sondern nur ein kurzzeitiger.
Wolfgang R. schrieb: > Es gibt keine positiven Ladungsträger im Strombegriff Das ist nur bei Metallen korrekt. In Elektrolyten fließen auch positiv geladene Ionen. Ebenso bei Gasentladungen. Im Halbleiter verwendet man gerne das Modell von fließenden 'Löchern' (Defektelektronen). Man kann ihnen Eigenschaften wie effektive Massen und Beweglichkeiten zuordnen. Warum macht man das, wenn es doch in Wirklichkeit gar keine materiellen Objekte sind sondern nur Lücken? Weil, wenn man damit rechnet, vernünftige Ergebnisse herauskommen.
Michael S. schrieb: > Das ist nur bei Metallen korrekt. Genau das sagte ich in meiner Antwort... allerdings erst im zweiten Satz...
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Wolfgang R. schrieb: > Michael S. schrieb: > Genau das sagte ich in meiner Antwort... allerdings erst im zweiten > Satz... Ja, stimmt!
> Sofern es sich bei dem Elektrodenmaterial um Metall handelt: Ionen. > Und zwar ortsfeste Ionen. Die bleiben, wo sie sind. Sie fließen nicht > vom Pluspol der Batterie aus in den Leitungsdraht. Einzig und allein die > Elektronen fließen aus dem Minuspol der Batterie heraus und beim Pluspol > wieder hinein. Wo ist aber dann der Unterschied zur Löcherleitung in Halbleitern? Die Fehlstelle in der Elektronenhülle, die die Ionisation hervorruft wandert aber dann sogesehen doch weiter im Metall, falls Plus und Minus miteinander verbunden werden. Gruß
Vergesst doch die blöden positiven Ladungen. Wie weiter oben Jemand so gut erklärt hat: Es verhält sich wie mit der Kälte: Es gibt keine Kälte an sich sondern nur ein Weniger an Wärme. Und beim Strom gilt: Es gibt Elektronen und freie Plätze für Elektronen. Genau das ist der Schwachsinn der Elektrostatik, dass man dem Anfänger gleich am Anfang die Existenz positiver Ladungen weismacht und damit die Quelle ständiger Verwirrung schafft. Auch in Elektrolyten gibts keine bewegliche positive Ladung. Da handelt es sich um Atome oder Moleküle, die ein oder mehrere Elektronen an Wassermoleküle oder dgl.abgegeben haben.
Stefan H. schrieb: > Wo ist aber dann der Unterschied zur Löcherleitung in Halbleitern? Die > Fehlstelle in der Elektronenhülle, die die Ionisation hervorruft wandert > aber dann sogesehen doch weiter im Metall, falls Plus und Minus > miteinander verbunden werden. Im Prinzip ja, aber: In Metallen gibt es keine Fehlstellen, weil die Elektronen sich frei herumbewegen können: https://de.wikipedia.org/wiki/Metallische_Bindung Da gibt es Bereiche mit Elektronenüberschuss und welche mit Elektronenmangel, aber keine dedizierten Löcher, die mit einem Elektron rekombinieren könnten.
Peter R. schrieb: > Die saublöde Elektrostatik sollte man Anfängern nicht aufs Auge drücken. > Die erzeugt nur ein Durcheinander. > > Erst wenn man die Grundgesetze wie Kirchhoff-Regel, geschlossenen > Stromkreis, Spannungssumme in einer Schleife, Ohmsches Gesetz usw. > verstanden hat, sollte die Elektrostatik drankommen. Aber bestenfalls > als exotische Art der Spannungsentstehung mit ihren Gefahren. Herzlichen Glückwunsch zur Begriffsverwirrung. Elektrostatik bezeichnet im allgemeinen den Fall der Maxwellschen Gleichungen, bei dem die Zeitableitungen null sind und keine Ströme fließen. Stichworte: Verschiebungsfluß Psi, Verschiebungsflußdichte D, Feldstärke E, Potential phi, E = - grad phi, Gaußsches Gesetz, Kapazität (integrale Größe des el. Feldes), R-C-Netzwerke, Dissipationsfaktor, konforme Abbildung, Randintegralmethoden. Wo da saublödes Durcheinander ist, weiß ich nicht. Die Elektrostatik ist neben dem Strömungsfeld noch das einfachste; schon die Magnetostatik hat Tücken. Lies mal lieber den Lunze.
Dirk E. schrieb: > Er konnte darauf keine Antwort geben. Das kann verschiedene Gründe gehabt haben: 1. Du hättest die Antwort nicht verstanden, also hat er es gleich gelassen. 2. Magnetismus ist in der speziellen Relativitätstheorie nur eine Scheinwirkung auf Grund der Relativbewegung von Elektronen. 3. Elektronen haben eine quantenmechanische Eigenschaft, die Spin ([s-pinn] oder [sch-pien]) heißt. Durch den Spin erhalten die Elektronen ein magnetisches Moment, womit Magnetismus eine Eigenschaft des Aufbaus der Materie ist; übrigens eine Messung, die die Quantenmechanik gleich mal auf 15 Kommastellen genau bestätigt. Welche Antwort des Lehrers hättest Du also gerne gehört?
Wolfgang R. schrieb: > Es gibt keine positiven Ladungsträger im Strombegriff Unsinn. Strom ist sogar exakt so definiert. Die elektrische Strömung ist die Relativbewegung von unterschiedlich geladenen unterschiedlich schnellen Ladungsträgern, also die Relativbewegung von positiven und negativen Teilchen, die sich verschieden schnell bewegen.
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