Ich wurde gerne wissen, warum ein Fahrraddynamo sich als Stromquelle verhält.
Ist erstmal eine Spannungsquelle. Im Prinzip ein 1.Phasen Synchrongenerator. Also wie ein kleiner DC-Motor nur ohne Kommutator. Hat aber eine recht hohe Induktivität und damit bei steigender Drehzahl eine höhere Impedanz. Damit erreicht man bei gegebener ohmschen Last eine Art "Spannungsregelung". Der Übergang Spannungsquelle -> Stromquelle ist aber fließend. Eine Spannungsquelle (wird dann zur "Stromquelle" wenn du einen hohen Serienwiderstand einbaust und den Ausgang fast kuzschließt. Zum Beispiel ist eine 9V Batterie + Serienwiderstand aus Sicht einer 1.6V LED eine Stromquelle.
X3oo schrieb: > Ich wurde gerne wissen, warum ein Fahrraddynamo sich als > Stromquelle verhält. Die Spannung eines Generators ist prinzipbedingt drehzahlabhängig, doof beim Fahrrad. Also wickelt man mit hoher Induktivität, die bei steigender Drehzahl und damit steigender Frequenz eine immer höheren bremsenden Effekt auf den Strom ausübt, also als Widerstand wirkt. Und ein Widerstand, und sei er auch nur vom imaginären Widerstand einer Induktivität hervorgerufen, hinter einer Spannungsquelle macht sie zur Stromquelle, fertig. Dass dieses bei Fahrrad so genau austariert ist, dass (fast) immer 3W an einer 12 Ohm Last rauskommen, ist Ingenieuerskunst.
Vielen Dank, beides sehr gute und einfach Erklärungen.
> Und ein Widerstand, und sei er auch nur vom imaginären Widerstand > einer Induktivität hervorgerufen, hinter einer Spannungsquelle > macht sie zur Stromquelle, fertig. Aha. Demnach gibt es in der Praxis also NUR Stromquellen - jede REALE Spannungsquelle hat eine(n) Widerstand bzw. Impedanz eingebaut ... --- Grundlagen: Man kann sich immer das Modell ErsatzSPANNUNGSquelle oder ErsatzSTROMquelle aussuchen, nach Gusto. Eine mögliche, zweckmässige (aber eben nicht zwingende!) Definition, wie man die reale Anwendung, d.h. reale Last an realer Quelle bezeichnet/behandelt, wäre doch: Sinkt die Spannung an den Ausgangsklemmen der Quelle bei Anschluss der Last auf weniger als die Hälfte des Leerlaufwertes, ist's eine Ersatzstromquelle, sonst halt eine Ersatzspannungsquelle. --- Nochmal zum Fahrraddynamo: Belastet man den mit relativ hoher Impedanz (z.B. Widerstand mit 1000 Ohm), ist die (drehzahl-proportionale) Klemmenspannung kaum niedriger als die im Leerlauf. Macht man Kurzschluss, fliessen, bei nicht ganz kleiner Drehzahl, einigermassen konstante 500 mA.
Fahrraddynamos, jedenfalls Seitenläufer, liefern bei normaler Fahrt ungefähr 0,5A bei einer Last von 12Ω bzw. einer Spannungsbegrenzung auf ungfähr 6V. Dabei werden die Dinger ziemlich warm, die aus billigem Blech gefertigten Klauenkerne und der dünne Draht machen das. Insgesamt hat so ein Teil ne zimlich hohe Impedanz. Das läßt sich auch messen, man bekommt bei gleicher Drehzahl auch z.B. ungefähr - je nach Hersteller - 10V und 0,4A raus oder 12V und 0,3A. Außer da sind Z-Dioden drin, manche Dynamos haben das.
Elektrofan schrieb: > Aha. > Demnach gibt es in der Praxis also NUR Stromquellen - jede > REALE Spannungsquelle hat eine(n) Widerstand bzw. Impedanz > eingebaut ... Ob eine Quelle mehr Spannungsquelle oder Stromquelle ist, wird von dem Verhältnis Quellwiderstand zu Lastwiderstand bestimmt. Ist der Quellwiderstand kleiner als der Lastwiderstand, sieht man es als Spannungsquelle. Ist der Lastwiderstand kleiner, als Stromquelle. Bei ähnlichen Werten keins von beiden oder beides.
> Demnach gibt es in der Praxis also NUR Stromquellen - jede
In der Praxis koennte es auch egal sein. :-)
Solltest du Etechnik studieren wird man dir so ungefaehr in den ersten
2-3Vorlesungen beibringen wie man das eine in das andere umrechnet.
Olaf
>> Demnach gibt es in der Praxis also NUR Stromquellen - jede Aus dem hier nicht leider weggelassenen Zusammenhang sollte eine gewisse Ironie ersichtlich sein ... > In der Praxis koennte es auch egal sein. :-) > Solltest du Etechnik studieren wird man dir so ungefaehr in den ersten > 2-3Vorlesungen beibringen wie man das eine in das andere umrechnet. Ich schrieb doch auch etwas zu den Grundlagen; und ja - die gab's auch gaaanz früher schon ziemlich am Anfang. Preisfrage, auf dass der "Faden" hier nicht abrupt abreisse: Was hat man, wenn Quell- und Lastimpedanz genau gleich sind? (=> Arbeitskreis gründen?) ;-)
Beitrag #7122605 wurde von einem Moderator gelöscht.
OK, dann habe ich gleich eine Folgefrage: Wenn man am Generator einen Kondensator in Serie schaltet, führt das zu sogenannter Spannungsüberhöhung. Davon wird bei Generatoren in der Regel abgeraten, weil die Spannung dann schwer zu kontrollieren ist, das ist hier aber glaube ich egal. Ich habe hier Gleichungen dafür, die ich aber noch nicht ganz verstehe. Angenommen ich schalte einen Kondensator in Serie zum Dynamo und schließe an das Dynamo ein Buckconverter, der ein Solar-MPPT hat, das auf eine Input-Zielspannung regelt. Scheint die billigste Solar-MPPT-Methode zu sein. Das heißt ich könnte mit dem Kondensator eine Spannungsüberhöhung erreichen und wenn die Zielspannung erreicht ist, schaltet sich der Buck-Converter ein und entnimmt etwas Energie. BTW. Der Thread gleitet wieder in sehr unfreundliche Töne ab. Bitte benehmt euch.
H. H. schrieb: > http://enhydralutris.de/Fahrrad/Beleuchtung.pdf Genau das inspiriert meine Fragen. Ich frage mich nur was dieser mppt buck converter erreichen würde.
Elektrofan schrieb: > Preisfrage, auf dass der "Faden" hier nicht abrupt abreisse: > Was hat man, wenn Quell- und Lastimpedanz genau gleich sind? Ganz klare Antwort: Natürlich eine Spannungsquelle (mit Innenwiderstand). Wieso? Weil es keine Stromquellen in der Realität gibt. Das, was man in der täglichen Praxis mit "Stromquelle" bezeichnet, soll nur andeuten, dass der entnommene Strom in einem gewissen Lastbereich nahezu (!) konstant - also (nahezu) lastunabhängig - ist. Das ganze ist - technisch gesehen - aber weiterhin eine Spannungsquelle, nur eben mit relativ großem Quellwiderstand. Dieser kann in speziellen Rückkopplungsschaltungen (Stromquellenschaltungen) dann sogar sehr groß werden (dann kein statischer, sondern ein dynamischer Innenwiderstand, der sich der Last anpasst). Aber es muss immer eine treibende Spannungsquelle geben. In diesem Zusammenhang darf man die technische Realität nicht verwechseln mit den Ersatzschaltbildern (und den zugehörigen Symbolen), die man sich geschaffen hat, um bei gewissen Anwendungen rechnerisch einfacher damit umgehen zu können (Beispiel: Transistor mit spannungsgesteuerter Stromquelle im Ausgangskreis). Auch das gegenseitige Umrechnen (von Spann.-quelle in Stromquelle, und umgekehrt) ist kein Indiz für die reale Existenz einer Stromquelle. Das ist weiter nichts als mathematische Manipulation. Jeder fließende Strom in der Elektronik benötigt als Energiequelle eine Spannungsquelle !
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Hi, Lutz. > Das, was man in der täglichen Praxis mit "Stromquelle" bezeichnet, soll > nur andeuten, dass der entnommene Strom in einem gewissen Lastbereich > nahezu (!) konstant - also (nahezu) lastunabhängig - ist. Ja, für genial halte ich die Konstrukteure in der Zeit der Karbid-Lampen. Denn die haben den Fahraddynamo so ausgelegt, dass die Lampe bergab nicht durchbrennt. Der Trick: Den Anker so auslegen, dass er in die Sättigung gerät. Dann bedeutet doppelte Geschwindigkeit eben keine doppelte Spannung mehr. Ciao Wolfgang Horn
Elektrofan schrieb: > Preisfrage, auf dass der "Faden" hier nicht abrupt abreisse: > Was hat man, wenn Quell- und Lastimpedanz genau gleich sind? Leistungsanpassung.
Lutz V. schrieb: > Wieso? Weil es keine Stromquellen in der Realität gibt. Und Solarzellen sind nicht real? Auch nicht wenn sie kurzgeschlossen sind? Die Photonen setzen Elektronen frei, das ergibt einen Strom, auch wenn sich durch den Kurzschluss garkeine Spannung aufbauen kann. Ähnliches gilt für elektromagnetische Generatoren. Die Spannung entsteht erst, wenn der Strom auf Hindernisse trifft. Bei Supraleitern kann ohne jede Spannung ein induzierter Strom fließen. Auch das ist real.
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x3oo schrieb: > BTW. Der Thread gleitet wieder in sehr unfreundliche Töne ab. Bitte > benehmt euch. Sagt derjenige: x3oo schrieb: > OK, dann habe ich gleich eine Folgefrage: der mit Salamitaktik anfängt. x3oo schrieb: > ich schalte einen Kondensator in Serie zum Dynamo und schließe an das > Dynamo ein Buckconverter, der ein Solar-MPPT hat, Ein MPPT reicht, um fas aximum' rauszuholen bzw. den Radler maximal zu bremsen. Der Kondensator bringt nur zusätzliche Verluste. > das auf eine > Input-Zielspannung regelt Na ja, wenn der Verbraucher diese 'maximale Leistung' überhaupt aufnimmt, das tun nur Akkus die während des Ladevorgangs zwar leicht in der Spannung steigen, aber aus Sicht des MPPT eine konstante Spannung haben. Jeder andere Verbraucher 'ich möchte konstante 5V' wird sich bedanken wenn jemand in ihn maximale Leistung hineinpumpen will, das geht nämlich nur in dem sich die Spannung erhöht - bis das Teil platzt. MPPT macht nur Sinn bei Akkus, sie sind unsinnig zur Erzeugung einer konstanten Spannung bei schwankendem Verbrauch.
Jobst Q. schrieb: > Lutz V. schrieb: >> Wieso? Weil es keine Stromquellen in der Realität gibt. > > Und Solarzellen sind nicht real? Auch nicht wenn sie kurzgeschlossen > sind? > Ein Strom fließt erst, wenn der Stromkreis geschlossen ist (keine sehr neue Erkenntnis, ich weiß). Frage: Was kannst Du denn wohl zwischen den offenen Klemmen (Kreis nicht geschlossen) messen bei Beleuchtung? Schau Dir einfach mal die Kennlinie für I=0 an.
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Wolfgang H. schrieb: > Denn die haben den Fahraddynamo so ausgelegt, dass die Lampe > bergab nicht durchbrennt. > Der Trick: Den Anker so auslegen, dass er in die Sättigung gerät. > Dann bedeutet doppelte Geschwindigkeit eben keine doppelte > Spannung mehr. Trifft halt nicht zu. Die "Sättigung" ist (näherungsweise) konstant, also unabhängig von der Drehzahl. Dass der Fahrraddynamo schon in klassischer Schaltung einigermassen funktioniert, liegt NUR an seiner STREUinduktivität!
Elektrofan schrieb: > liegt NUR an seiner STREUinduktivität! Sic. Ich versuch es mal anschaulich mit der Lenzschen Regel. Fahrraddynamos haben Permanentmagneten als erregendes Feld. Entnimmst Du Strom aus dem Generator, wirkt als erregendes Feld jetzt nur noch ein kleineres Feld wegen Lenzscher Regel. Is er so groß, dass er das erregende Feld aufhebt, gibt es keine induzierte Spannung mehr. Das geht also nicht. Die Strombegrenzung hat mit dem Permanentmagneten zu tun, nicht mit der Sättigung.
Lutz V. schrieb: > Jobst Q. schrieb: >> Lutz V. schrieb: >>> Wieso? Weil es keine Stromquellen in der Realität gibt. >> >> Und Solarzellen sind nicht real? Auch nicht wenn sie kurzgeschlossen >> sind? >> > Ein Strom fließt erst, wenn der Stromkreis geschlossen ist (keine sehr > neue Erkenntnis, ich weiß). > Frage: Was kannst Du denn wohl zwischen den offenen Klemmen (Kreis nicht > geschlossen) messen bei Beleuchtung? > Schau Dir einfach mal die Kennlinie für I=0 an. Schau Dir einfach mal die Kennlinie für U=0 an. Strom und Spannung sind gleichwertig in Ursache und Wirkung. So wie es ohne Leitwert keinen Strom gibt, gibt es ohne Widerstand keine Spannung.
>>>> Wieso? Weil es keine Stromquellen in der Realität gibt. >>> >>> Und Solarzellen sind nicht real? Auch nicht wenn sie kurzgeschlossen >>> sind? >>> >> Ein Strom fließt erst, wenn der Stromkreis geschlossen ist (keine sehr >> neue Erkenntnis, ich weiß). >> Frage: Was kannst Du denn wohl zwischen den offenen Klemmen (Kreis nicht >> geschlossen) messen bei Beleuchtung? >> Schau Dir einfach mal die Kennlinie für I=0 an. > > Schau Dir einfach mal die Kennlinie für U=0 an. > > Strom und Spannung sind gleichwertig in Ursache und Wirkung. So wie es > ohne Leitwert keinen Strom gibt, gibt es ohne Widerstand keine Spannung. Was heißt denn "gleichwertig"? Hier geht es doch nicht um eine Wertung, sondern um Ursache und Wikung! Versuch doch mal bitte eine Erklärung dafür zu geben, wie ein Strom (Transport von Ladungen) in einem Leiter entstehen kann ohne ein (ursächliches) E-Feld, welches die notwenige Kraft zur Beschleunigung liefert. In jeder Grundlagen-Vorlesung hörst Du: Kein Strom durch einen Verbraucher ohne treibende Spannung und in jedem passenden Lehrbuch wird erklärt wie und warum es eine Kraftwirkung vom E-Feld im Leiter auf die Ladungsträger gibt.
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Lutz V. schrieb: >> Strom und Spannung sind gleichwertig in Ursache und Wirkung. So wie es >> ohne Leitwert keinen Strom gibt, gibt es ohne Widerstand keine Spannung. > > Was heißt denn "gleichwertig"? Hier geht es doch nicht um eine Wertung, > sondern um Ursache und Wikung! Die Wertung kommt von dir, da du glaubst nur Spannung die Ursache von Strom sein kann. Gleichwertig heißt, dass Strom genauso die Ursache von Spannung sein kann, wie Strom von Spannung. > Versuch doch mal bitte eine Erklärung dafür zu geben, wie ein Strom > (Transport von Ladungen) in einem Leiter entstehen kann ohne ein > (ursächliches) E-Feld, welches die notwenige Kraft zur Beschleunigung > liefert. Ein ursächliches Magnetfeld. Strom ist genauso mit Magnetfeldern verbunden wie Spannung mit elektrischen Feldern. In einer Induktivität fließt der Strom auch ohne treibende Spannung weiter und erzeugt selbst Spannung, wenn Widerstand da ist. > In jeder Grundlagen-Vorlesung hörst Du: Kein Strom durch einen > Verbraucher ohne treibende Spannung und in jedem passenden Lehrbuch wird > erklärt wie und warum es eine Kraftwirkung vom E-Feld im Leiter auf die > Ladungsträger gibt. Das ist die Primitivversion der Elektrophysik.
Jobst Q. schrieb: > Strom ist genauso mit Magnetfeldern > verbunden wie Spannung mit elektrischen Feldern. Und da wir hier nun mal von einem induktiven Generator sprechen, ...
Lutz V. schrieb: > Versuch doch mal bitte eine Erklärung dafür zu geben, wie ein Strom > (Transport von Ladungen) in einem Leiter entstehen kann ohne ein > (ursächliches) E-Feld, welches die notwenige Kraft zur Beschleunigung > liefert. Um ein E-Feld zu erzeugen, müssen aber erst einmal Ladungen getrennt werden, d.h. es muss ein Strom fließen. Das Problem der Ursache und Wirkung von Strom und Spannung ist ein Henne-Ei-Problem, nur mit dem Unterschied, dass letzteres auflösbar ist.
Yalu X. schrieb: > Lutz V. schrieb: >> Versuch doch mal bitte eine Erklärung dafür zu geben, wie ein Strom >> (Transport von Ladungen) in einem Leiter entstehen kann ohne ein >> (ursächliches) E-Feld, welches die notwenige Kraft zur Beschleunigung >> liefert. > > Um ein E-Feld zu erzeugen, müssen aber erst einmal Ladungen getrennt > werden, d.h. es muss ein Strom fließen. Tut mir leid, aber es fehlt hier einfach bei den Grundlagen - das ist natürlich kein Vorwurf, aber in so einem Fall sollte man mit falschen Behauptungen etwas vorsichtig sein. Trennung von Ladungen erfolgt in der Batterie - und das ergibt das, was man Potentialunterschied=Spannung nennt. Und die Spannung erzeugt im Leiter das E-Feld, welches durch Kraftwirkung auf die Elektronen erst den Ladungstransport (Strom) ermöglicht. Kann man in jedem Fachbuch nachlesen. > Das Problem der Ursache und Wirkung von Strom und Spannung ist ein > Henne-Ei-Problem, nur mit dem Unterschied, dass letzteres auflösbar ist. Was bringen denn solche unsinnigen Behauptungen ohne jeden technisch-physikalischen Hintergrund? Klingt ein wenig hilflos.....
Jobst Q. schrieb: >> Versuch doch mal bitte eine Erklärung dafür zu geben, wie ein Strom >> (Transport von Ladungen) in einem Leiter entstehen kann ohne ein >> (ursächliches) E-Feld, welches die notwenige Kraft zur Beschleunigung >> liefert. > > Ein ursächliches Magnetfeld. Strom ist genauso mit Magnetfeldern > verbunden wie Spannung mit elektrischen Feldern. In einer Induktivität > fließt der Strom auch ohne treibende Spannung weiter und erzeugt selbst > Spannung, wenn Widerstand da ist. Soll DAS also die Antwort auf die Frage sein, wodurch es zu einem Stromfluss kommt? Und woher kommt Dein "ursächliches Magnetfeld"? Durch den Strom, der wiederum dieses erst Magnetfeld erzeugt? Soll man das ernst nehmen?
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Lutz V. schrieb: > Ein Strom fließt erst, wenn der Stromkreis geschlossen ist (keine sehr > neue Erkenntnis, ich weiß). Ja, für eine Stromquelle ist der "Leerlauf" ein Kurzschluss. "Offene Klemmen" ist ein nichtzulässiger Zustand, ähnlich wie der Kurzschluss bei Spannungsquellen.
Harald W. schrieb: > Lutz V. schrieb: > >> Ein Strom fließt erst, wenn der Stromkreis geschlossen ist (keine sehr >> neue Erkenntnis, ich weiß). > > Ja, für eine Stromquelle ist der "Leerlauf" ein Kurzschluss. > "Offene Klemmen" ist ein nichtzulässiger Zustand, ähnlich > wie der Kurzschluss bei Spannungsquellen. Ja - das ist richtig, ABER: Diese Einschränkung gilt nur und ausschließlich bei IDEALEN Quellen, weil dann unendlich große Ströme bzw. Spannungen entstehen würden (in der Rechnung oder in Ersatzschaltbildern). Es gibt aber keine idealen Quellen - deshalb dürfen wir z.B. beim Prinzip der Ersatz-Spannungs-/Stromquelle durchaus mit Leerlauf und Kurzschluss operieren.
Hallo Harald W. schrieb: > Ja, für eine Stromquelle ist der "Leerlauf" ein Kurzschluss. > "Offene Klemmen" ist ein nichtzulässiger Zustand, ähnlich > wie der Kurzschluss bei Spannungsquellen. Du hättest wohl beeser schreiben sollen: > Ja, für eine ideale und somit nur in der Theorie bestehende Stromquelle ist der "Leerlauf" ein Kurzschluss. > "Offene Klemmen" wären dort rein Theortisch ein nichtzulässiger Zustand, ähnlich > wie der Kurzschluss bei Spannungsquellen der aber auch in der Realität meist ein Problem ist. Immer dran denken: Es lesen viele Leute mit, die melden sich zum Großteil aber natürlich nicht und viele dieser mitlesenden Leute sind halt Anfänger die mit solchen nicht in Detail ausgeführten Antworten verwirrt werden: Spannungs und Stromquellen werden halt außerhalb der Theorie (und dort vor allem in der Grundlagenvermittlung) und manchmal der damit verbundenen Mathematik immer mit realen Schaltungen und fertigen Modulen verbunden, wie z.B. einer Konstantspannungsquelle (die meisten Netzteile und "Wandwarzen" oder sogar noch verwirrender (für einen Anfänger und reinen Nutzer) einen LED Vorschaltgerät was ja eine Konstantstromquelle ist und wohl (hoffentlich) generell auch im Leerlauf -ohne Last- betrieben werden kann und einen so hohe Ausgangsspannung bei konstanten Strom treiben kann das über 90% der LED Leuchten mit den ein Konsument in Verbindung kommt betreiben kann. Immer versuchen sich in die stark zu vermutende Mehrheit der stillen Mitleser und durch welche Suchmaschinen zum Thread geführten Leute zu versetzen und möglichst all das vorhandene Fachwissen als nicht(!) selbstverständlich zu nehmen und bei Antworten und Reaktionen (auch wenn es sich erkennbar um Wissende und Fachleute handelt) ruhig weiter auszuholen und in Fachkreisen bekannte "Selbstverständlichkeiten (teilweise aus den Zusammenhang) eben nicht als Selbstverständlich hinzunehmen. Wir alle waren mal Anfänge und viele (der nicht ganz so alten - die kannten nur Bücher und fachmagazine) haben so einiges durch Foren und früher auch Newsgroups erlernt... Jemand
Jemand schrieb: > Wir alle waren mal Anfänge und viele (der nicht ganz so alten - die > kannten nur Bücher und fachmagazine) haben so einiges durch Foren und > früher auch Newsgroups erlernt... ...."nur Bücher und Fachmagazine"....das "nur" klingt ein wenig abwertend, oder sehe ich das hoffentlich falsch? Das wäre ansonsten fatal, denn ein ganz wichtiger Aspekt ist m.E. folgendes: Als es das Internet mit seinen unendlich vielen (auch unsinnigen und falschen) Einträgen und Foren (wo man alles erfragen kann und auf richtige Antworten hoffen muss) noch nicht gab, war man etwas mehr auf seine eigene Intelligenz und Neugier angewiesen, was auch nicht so ganz nachteilig war. Und wenn ich "Neugier" sage, dann meine ich, dass man sich selber die Frage "warum eigentlich ?" stellte und die Antwort oft selber rausfinden musste unter Zuhilfenahme von "guten" Büchern. Das ist nicht die schlechteste Methode! Heute fragen viele stattdessen in einem Forum und man muss seinen eigenen Geist gar nicht erst bemühen - und deshalb fehlt es dann oft auch an der Fähigkeit, die Antworten auf Plausibilität und Logik hin zu überprüfen. Und wenn man keine Erklärung für Ursache und Wirkung findet, dann bemüht man eben das "Henne-Ei-Problem" (siehe oben). So einfach ist das heute.
Lutz V. schrieb: > Trennung von Ladungen erfolgt in der Batterie Ok, weg mit dem Dynamo, hin zur Batterie, es gibt ja schließlich auch batteriebetriebene Fahrradlichter :) Ich bin zwar kein Chemiker, aber m.W. müssen sich in einer Batterie erst Ionen bewegen (also ein Strom fließen), bevor sich an den Elektroden eine Spannung aufbauen kann. Ladungstrennung kann aber nicht nur im Dynamo oder in einer Batterie, sondern auch mechanisch erfolgen (triboelektrischer Effekt). Auch hier werden erst die Ladungen bewegt, bevor als Folge davon eine Spannung entsteht.
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Yalu X. schrieb: > Lutz V. schrieb: >> Trennung von Ladungen erfolgt in der Batterie > > Ok, weg mit dem Dynamo, hin zur Batterie, es gibt ja schließlich auch > batteriebetriebene Fahrradlichter :) > > Ich bin zwar kein Chemiker, aber m.W. müssen sich in einer Batterie erst > Ionen bewegen (also ein Strom fließen), bevor sich an den Elektroden > eine Spannung aufbauen kann. > > Ladungstrennung kann aber nicht nur im Dynamo oder in einer Batterie, > sondern auch mechanisch erfolgen (triboelektrischer Effekt). Auch hier > werden die Ladungen erst bewegt, bevor als Folge davon eine Spannung > entsteht. Ist ja alles richtig. Du glaubst mir sicherlich, dass ich außer der von mir als Beispiel angeführten Batterie auch einige andere spannungserzeugende Anlagen kenne. Aber darum geht es doch gar nicht! Auch nicht um die Vorgänge INNERHALB dieser Urspannungsquellen. Was soll also dieser Beitrag? Wir reden hier von der physikalischen Erscheinung, die wir "Strom" nennen - und der Deutlichkeit wegen habe ich weiter oben auch vom "Strom durch den angeschlossenen Verbraucher" gesprochen. Nur darum geht es doch hier (weil gefragt wurde, ob der Fahrrad-Dynamo als Strom-oder als Spannungsquelle zu sehen ist). Erst daraus hat sich die Frage ergeben, ob es überhaupt - physikalisch gesehen - eine Stroquelle (ohne treibende Spannung) geben kann.
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Harald W. schrieb: > Ja, für eine Stromquelle ist (...) > "Offene Klemmen" ... ein nichtzulässiger Zustand. (Ok, da war "Jemand" schneller, ich laß es trotzdem stehen:) Nur wenn man unendlich hohe Komplianz (führend zur Selbstzerstörung) annimmt, was z.B. bei Step-Down oder Linearregler gar nicht der Fall sein kann. (@Jemand: Du meinst, notfalls etwas ausführlicher und somit auch unmißverständlicher wäre besser? Da kann man sicherlich nur schlecht widersprechen... :-) Lutz V. schrieb: > Versuch doch mal bitte eine Erklärung dafür zu geben, wie ein Strom > (Transport von Ladungen) in einem Leiter entstehen kann ohne ein > (ursächliches) E-Feld, welches die notwenige Kraft zur Beschleunigung > liefert. Für passive Zweipole (Verbraucher) teile ich Deine Auffassung, alles läßt sich auf die treibende Spannung zurückführen. Lutz V. schrieb: > Und woher kommt Dein "ursächliches Magnetfeld"? Ich bezweifle, daß Du das meintest, aber: Vom Permanentmagneten? Bzw. das war vermutlich nicht Deine Frage, bitte führe sie näher aus.
Elektrofan schrieb: > Was hat man, wenn Quell- und Lastimpedanz genau gleich sind? Leistungsanpassung :-) Lutz V. schrieb: > Trennung von Ladungen erfolgt in der Batterie in Einzelzellen nicht? Primär- oder Sekundärzelle auch nicht? wenn die Ladungen doch getrennt sind, wieso gibt es dann Selbstentladung? Lutz V. schrieb: > Was bringen denn solche unsinnigen Behauptungen ohne jeden > technisch-physikalischen Hintergrund? Klingt ein wenig hilflos.....
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Lutz V. schrieb: > Aber darum geht es doch gar nicht! > Auch nicht um die Vorgänge INNERHALB dieser Urspannungsquellen. Nicht? Ich dachte, es geht einfach um Spannungen und Ströme. > und der Deutlichkeit wegen habe ich weiter oben auch vom "Strom durch > den angeschlossenen Verbraucher" gesprochen. Ok, das habe ich überlesen. Leider brachtest diese Einschränkung erst, nachdem du mit solch verallgemeinernden Aussagen wie Lutz V. schrieb: > Jeder fließende Strom in der Elektronik benötigt als Energiequelle eine > Spannungsquelle ! mich (und offensichtlich auch einige andere) ziemlich verwirrt hast. Aber gut, nachdem dies geklärt ist, stimme ich deinen obigen Aussagen weitgehend zu. "Weitgehend" deswegen, weil noch zu klären wäre, was ein Verbraucher überhaupt ist, also an welcher Stelle im Stromkreis die Quelle aufhört und der Verbraucher anfängt. Die Art und Weise, wie du die Dinge erläuterst, lässt vermuten, dass du kein Physiker, sondern ein Ingenieur bist (was in keinster Weise abwertend gemeint ist), und in der Elektrotechnik ist der Fall natürlich meistens klar: Die Quelle endet an den Kontakten (das können bspw. Buchsen, Schraubklemmen oder Batteriepole sein), über die ein Verbraucher angeschlossen oder wieder abgetrennt wird. In der Physik, wo solche Dinge meist allgemeiner betrachtet werden, sieht das etwas anders aus. Oder wo würdest du bei einer kreisförmigen, geschlossenen Leiterschleife, die in einem Magnetfeld rotiert und dadurch von einem Strom durchflossen wird, die Quelle und wo den Verbraucher sehen? Dieses Beispiel (das gar nicht so weit weg vom Fahrraddynamo liegt) verdeutlicht erneut, dass es keineswegs einer Spannung oder eines elektrischen Felds bedarf, um einen Strom fließen zu lassen. Eine Spannung wird erst aufgebaut, wenn man die Schleife öffnet, so dass wegen des danach noch kurz weiterfließenden Stroms an einem Leiterende ein Elektronenüberschuss und am anderen ein Elektronenmangel entsteht.
Lutz V. schrieb: > Trennung von Ladungen erfolgt in der Batterie - und das ergibt das, was > man Potentialunterschied=Spannung nennt. Man merkt, dass du von Gleichspannungen ausgehst und das verabsolutierst. Bei Wechselstrom bzw Wechselspannung wird es aber um einiges komplexer. Es gibt elektrische Energie in zwei Formen, der potentiellen Energie mit Spannung und elektrischen Feldern sowie der kinetischen Energie mit Strom und Magnetfeldern. In Schwingkreisen kreist die Energie zwischen den beiden Formen. Im Spannungsmaximum ist der Strom gleich 0 und alle Energie des Kreises ist potentiell im Elektrischen Feld des Kondensators. Dann wandelt sich die Energie in kinetische Energie im Magnetfeld der Induktivität. Wenn diese das Maximum erreicht hat, ist die Spannung gleich Null. In dem Moment gibt es also nur eine Stromquelle und keine Spannungsquelle. Der weiter fließende Strom baut im Kondensator wieder eine Spannung auf. Und so weiter und so weiter. Es ist also ein ständiger Wechsel zwischen Spannung und Strom, zwischen elektrischem und magnetischem Feld, und jeweils ist das eine die Ursache des anderen. Das ist die Gleichwertigkeit von Strom und Spannung bei Ursache und Wirkung.
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Yalu X. schrieb: > In der Physik, wo solche Dinge meist allgemeiner betrachtet werden, > sieht das etwas anders aus. Oder wo würdest du bei einer kreisförmigen, > geschlossenen Leiterschleife, die in einem Magnetfeld rotiert und > dadurch von einem Strom durchflossen wird, die Quelle und wo den > Verbraucher sehen? Es ist nicht überraschend, dass bei dem von Dir erwähnten konstruierten theoretischen Beispiel die Trennung zwischen Energiequelle und Verbraucher problematisch ist - aber das ist nichts besonderes in der elektrischen Systemtechnik. Die gewählten Formulierungen und Definitionen haben sich ja historisch aus einfacheren Anwendungen entwickelt. Da gibt es genügend andere Beispiele (z.B. Regelkreise, bei den es nicht möglich ist, zwischen Strecke, Regler, Stellglied zu unterscheiden). Aber wir sollten nicht vom Thema ablenken - hier geht es eindeutig um die Frage "Spannungs- oder Stromquelle"? > > Dieses Beispiel (das gar nicht so weit weg vom Fahrraddynamo liegt) > verdeutlicht erneut, dass es keineswegs einer Spannung oder eines > elektrischen Felds bedarf, um einen Strom fließen zu lassen. Eine > Spannung wird erst aufgebaut, wenn man die Schleife öffnet, so dass > wegen des danach noch kurz weiterfließenden Stroms an einem Leiterende > ein Elektronenüberschuss und am anderen ein Elektronenmangel entsteht. Zu Deiner rotierenden Leiterschleife: Laut Induktionsgesetz wird eine SPANNUNG induziert mit fließendem Strom (bei geschlossener Schleife) als Folge.
Jobst Q. schrieb: > Lutz V. schrieb: >> Trennung von Ladungen erfolgt in der Batterie - und das ergibt das, was >> man Potentialunterschied=Spannung nennt. > > Man merkt, dass du von Gleichspannungen ausgehst und das > verabsolutierst. Ja - weil man das am einfachen System am einfachsten erklären/begründen kann. Gilt aber genauso natürlich auch für Wechselspannungen/-ströme. > Bei Wechselstrom bzw Wechselspannung wird es aber um einiges komplexer. > Es gibt elektrische Energie in zwei Formen, der potentiellen Energie mit > Spannung und elektrischen Feldern sowie der kinetischen Energie mit > Strom und Magnetfeldern. > In Schwingkreisen kreist die Energie zwischen den beiden Formen. Im > Spannungsmaximum ist der Strom gleich 0 und alle Energie des Kreises ist > potentiell im Elektrischen Feld des Kondensators. Dann wandelt sich die > Energie in kinetische Energie im Magnetfeld der Induktivität. Wenn diese > das Maximum erreicht hat, ist die Spannung gleich Null. In dem Moment > gibt es also nur eine Stromquelle und keine Spannungsquelle. Der weiter > fließende Strom baut im Kondensator wieder eine Spannung auf. Und so > weiter und so weiter. > Es ist also ein ständiger Wechsel zwischen Spannung und Strom, zwischen > elektrischem und magnetischem Feld, und jeweils ist das eine die Ursache > des anderen. > Das ist die Gleichwertigkeit von Strom und Spannung bei Ursache und > Wirkung. Das ist zwar alles richtig, kann ich aber nicht als Gegenargument gegen die Existenz einer Stromquelle akzeptieren (Entschuldigung, aber für mich vernebelt dieser Beitrag über die Energie-Bilanz doch eher die eigentliche Fragestellung). Interessanterweise taucht nämlich das Stichwort "Gegeninduktion" bei Dir nicht auf. Der von der Spule in den Kondensator getriebene Strom ist ja das Ergebnis der per Induktion erzeugten Spannung in der Spule. Aber OK - hinsichtlich der von Dir schon früher angesprochenen "Gleichwertigkeit" von Strom und Spannung gebe ich Dir recht. Man kann beides - gerade bei elektro-magnetischen Vorgängen - nicht von einander trennen. (Aber das spricht eben noch nicht für die Existenz einer Stromquelle ohne treibende Spannung; hier darf man das Wesen der Induktion nicht übersehen).
Jobst Q. schrieb: > In Schwingkreisen kreist die Energie zwischen den beiden Formen. Im > Spannungsmaximum ist der Strom gleich 0 und alle Energie des Kreises ist > potentiell im Elektrischen Feld des Kondensators. Dann wandelt sich die > Energie in kinetische Energie im Magnetfeld der Induktivität. Wenn diese > das Maximum erreicht hat, ist die Spannung gleich Null. In dem Moment > gibt es also nur eine Stromquelle und keine Spannungsquelle. OK - das ist wirklich eine recht interessante Fragestellung: Im Schwingkreis gibt es zwischen U und I eine Phasenverschiebung mit dem Ergebnis, dass in einem kurzen Moment der Strom I sein Maximum hat, wenn gleichzeitig die Spannung U durch den Nullpunkt geht. Frage also: Kann man - in diesem Moment - das System als Stromquelle ansehen? Vielleicht ja, aber das ist mit Sicherheit dann nicht die Art von Quelle wie sie hier diskutiert wird/wurde - nämlich als kontnuierliche Energiequelle in Form eines Stromes ohne treibende Spannung.
> Laut Induktionsgesetz wird eine SPANNUNG induziert mit fließendem > Strom (bei geschlossener Schleife) als Folge. Und genau gleichzeitig wirkt hier die Lorentzkraft auf die einzelnen Ladungen (Elektronen), bewegt diese zu äusseren Anschlüssen, an denen man (dann?) eine Spannung messen kann...
Lutz V. schrieb: > Frage also: Kann man - in diesem Moment - das System als Stromquelle > ansehen? Frage ist Licht Teilchen oder Welle, bewiesen wurde beides! aber auch nur in unserer Physik die nicht zu jedem Zeitpunkt gilt! https://www.youtube.com/watch?v=E0Ud8fzuIcI https://www.youtube.com/watch?v=-O3Xgs42900 https://www.youtube.com/watch?v=dUf2ZHtF2IA https://www.youtube.com/watch?v=kTeZnzwabXM https://www.youtube.com/watch?v=86KLIbrVrA8 und wenn es einen Urknall gab, dann war Zeit und Raum nicht existent Wenn alles aus Nichts entstehen konnte, dann sind wir nur eine Computersimmulation. Definiere Nichts! Das Weltall hat eine Ausdehnung die berechnet ist aus der Hintergrundstrahlung die von allen Seiten kommt was die Urknalltheorie stützt, dann kann HINTER der Ausdehnung ja nur nichts sein! Von da ab wird es philosophisch und man wird gläubig oder der Kopf verweigert! Selbst in der Astrophysik bekam ich von Professoren keine Antwort! Wir wissen das wir nichts wissen! Wo ist Kurt?
Auf den wenig hilfreichen (höflich ausgedrückt!) Beitrag von Achim B. will ich mal gar nicht eingehen....deshalb zurück zur Elektrotechnik (und zu denen, die erkannt haben, dass die Erklärung des Schwingkreises im Zeitbereich gar nicht so trivial ist..) Kleines Gedankenexperiment: Reihenschaltung einer realen Spannungsquelle von -0.5V (Ri=1k) mit einem Kondensator, der eine Anfangsspannung von +1V hat. Die Transientenanalyse zeigt den Ausgleichsvorgang mit exponentiell verlaufendem Strom, wobei die Spannung am Kondensator zu einem bestimmten Zeitpunkt durch NULL läuft (bei endlichem Strom). Ist das ein Indiz für eine Stromquelle? Nein - kann es nicht sein, da wir ja nur zwei Spannungsquellen (und den dämpfenden Widerstand) im Kreis haben. ABER: Es sind ja beides "nachgebende" Quellen, die sich nicht "schlagartig" ent/aufladen können. Und das gleiche gilt ja auch in dem diskutierten Schwingkreis sowohl für die Spule als auch den Kondensator, die beide ja "nachgebende" (nicht konstante) Energiequellen sind. (Das als Ergänzung zu meinem "vielleicht ja...." am Ende meines letzten Beitrags......auch wenn das Ganze eigentlich gar nicht so ganz zum ursprünglichen Thema gehört. Aber was spricht dagegen, auch mal etwas abzuschweifen und sich an Grundlagen zu erinnern---wer`s kann und will!)
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Lutz V. schrieb: > Zu Deiner rotierenden Leiterschleife: > Laut Induktionsgesetz wird eine SPANNUNG induziert mit fließendem Strom > (bei geschlossener Schleife) als Folge. Andersherum wird ein Schuh daraus: Die Elektronen werden durch die Lorentzkraft beschleunigt, beginnen sich also zu bewegen, so dass ein Strom fließt. Erst wenn dieser Stromfluss behindert wird, bspw. dadurch, dass die Schleife geöffnet oder ein Lastwiderstand >0 in die Schleife eingefügt wird, beginnt sich eine Spannung aufzubauen. Die Spannung ist hier also eine Folge des Stroms und nicht umgekehrt. Lutz V. schrieb: > Aber wir sollten nicht vom Thema ablenken - hier geht es eindeutig um > die Frage "Spannungs- oder Stromquelle"? Richtig, kommen wir wieder zum Thema zurück: Wenn an den Dynamo eine Lampe angeschlossen wird, stellt er sowohl eine Strom- als auch eine Spannungsquelle dar, denn er liefert beides (und damit auch Leistung). Interessanter ist die Frage (und so war sie vom TE sicher auch gemeint), inwiefern der Dynamo auch als Konstantstrom- bzw. -spannungsquelle angesehen werden kann. Intuitiv würde man sagen, dass sich der Dynamo bei Z_L (Lastimpedanz) << Z_Q (Quellimpedanz) eher wie eine Konstantstromquelle, bei Z_L >> Z_Q eher wie eine Konstantspannungsquelle verhält, was prinzipiell auch richtig ist. Interessant ist hierbei, dass die Kombination aus induktivem Z_Q und ohmschen Z_L, wie wir es bei der Fahrradbeleuchtung vorfinden, die Qualität der Konstantstrom- bzw. -spannungsquelle im Vergleich zu einem betragsmäßig gleichen ohmschen Z_Q deutlich verbessert. Im angehängten Diagramm sind die Zusammenhänge gezeigt. Bei induktivem Z_Q ist in der linken oberen Ecke der Strom, in der rechten unteren Ecke die Spannung näherungsweise konstant. Bei ohmschem Z_Q hingegen ist dU/dI bzw. dI/dU überall gleich.
Hallo Lutz V. schrieb: > Auf den wenig hilfreichen (höflich ausgedrückt!) Beitrag von Achim B. > will ich mal gar nicht eingehen....deshalb zurück zur Elektrotechnik Ja mit der eigentlichen Frage hat das arg wenig zu tun, aber trotzdem: Wer einfach alles als gegeben nimmt und nicht mal ganz groß ähnliche Gedankengänge wie Joachim hat verpasst so einiges und ist irgendsie nicht mehr Neugierig. Und wenn man nur tief genug eintaucht so kommt man irgendwann auch bei der Stromquelle usw. siehe auch den hochinteressanten Widerstandthread von vor ein oder zwei Wochen, wo so einige nicht über ihren Horizont herausblicken wollen, das große und ganze bzw. was im kleinsten Abläuft (theoretisch Ablaufen könnte) ist doch das interessanteste was man sich vorstellen kann, und ja irgendwann wird es philosophisch, warum auch nicht?!
Yalu X. schrieb: > Lutz V. schrieb: >> Zu Deiner rotierenden Leiterschleife: >> Laut Induktionsgesetz wird eine SPANNUNG induziert mit fließendem Strom >> (bei geschlossener Schleife) als Folge. > > Andersherum wird ein Schuh daraus: Die Elektronen werden durch die > Lorentzkraft beschleunigt, beginnen sich also zu bewegen, so dass ein > Strom fließt. Erst wenn dieser Stromfluss behindert wird, bspw. dadurch, > dass die Schleife geöffnet oder ein Lastwiderstand >0 in die Schleife > eingefügt wird, beginnt sich eine Spannung aufzubauen. Die Spannung ist > hier also eine Folge des Stroms und nicht umgekehrt. Jetzt wird es natürlich ganz speziell und wir müssen aufpassen, dass wir nicht aneinander vorbei reden... Ich bin nun nicht gerade ein Spezialist für diesen Bereich der theoretischen E-technik, aber Dein "andersrum" stimmt insofern nicht, als die von Dir zitierte Lorentzkraft ja die Ursache für die induzierte Spannung ist. Also hast Du mich praktisch bestätigt ("Spannung wird induziert"), indem Du auf die physikalische Ursache der Induktion eingegangen bist. Ich kann das nicht so schön ausdrücken wie ein Buch (Lunze): "Die Lorentzkräfte haben die Induktion einer Spannung zur Folge. Die frei beweglichen Ladungen im Leiter verschieben sich bei Bewegung des Leiters unter Einwirkung dieser Kraft, werden am Endes angenommenen Leiterstücks angehäuft und erzeugen durch diese Ladungstrennung ein elektrostatisches Feld...." Jetzt kommt aber der "Knackpunkt": Ist für Dich diese "Verschiebung von Ladungen" durch die Lorentzkraft schon das, was wir gemeinhin als "Strom" bezeichnet? Dann muss konsequenterweise auch z.B. die durch chemische Einflüsse ausgelöste Ladungstrennung (im Innern einer Spannungsquelle) als "Strom" bezeichnet werden, der dann die verfügbare Spannung erzeugt. Aber das steht nun wirklich im Gegensatz zu dem Strombegriff wie man ihn in der E-technik (und Elektronik) verwendet. Darauf hab ich ja sogar schon früher hingewiesen. Auch das Gesetz von Ohm kann auf diesen "Strom" nicht angewendet werden. Ich finde es nicht nur krampfhaft, diese Vorgänge als "Strom" zu bezeichnen, sondern auch wirklich irreführend. Meiner Kenntnis nach, wird das auch in keinem Fachbuch praktiziert. > > Lutz V. schrieb: >> Aber wir sollten nicht vom Thema ablenken - hier geht es eindeutig um >> die Frage "Spannungs- oder Stromquelle"? > > Richtig, kommen wir wieder zum Thema zurück: > > Wenn an den Dynamo eine Lampe angeschlossen wird, stellt er sowohl eine > Strom- als auch eine Spannungsquelle dar, denn er liefert beides (und > damit auch Leistung). > Interessanter ist die Frage (und so war sie vom TE sicher auch gemeint), > inwiefern der Dynamo auch als Konstantstrom- bzw. -spannungsquelle > angesehen werden kann. Ja - sehe ich auch so. Das ist ja aber längst abgehakt. Klar liefert der Dynamo einen Strom, wenn der Kreis geschlossen ist. Aber das hat ja nun gerade zu der Frage geführt, ob es - strenggenommen - sich nicht doch um eine Spannungsquelle (mit variablem Innenwiderstand) handelt, wofür man ja durchaus auch den Begriff der Stromquelle (täglicher Gebrauch, Labor-Jargon) benutzen kann. ABER: Dann muss man wissen, dass in der Theorie darunter was anderes (mit einem anderen Schalt-Symbol) verstanden wird. Und um diesen Unterschied gehts und ging es hier im wesentlichen.
Lutz nimm doch mal deine Scheuklappen ab. Sowohl eine "Stromquelle" als auch eine "Spannungsquelle" sind Modelle die die Wirklichkeit möglichst genau abbilden sollen. Im 1. Semester E-Technik lernt man eine reale Quelle mittels idealer Stom oder auch idealer Spannungsquelle hinreichend genau abzubilden. Die Diskussion ob irgendwas eine Strom oder Spannungsquelle ist, ist völlig unnütz weil man jede Quelle äquivalent mit beiden Modellen abbilden kann.
Lutz V. schrieb: > Ich finde es nicht nur krampfhaft, diese Vorgänge als "Strom" zu > bezeichnen, sondern auch wirklich irreführend. Meiner Kenntnis nach, > wird das auch in keinem Fachbuch praktiziert. (elektrische) Strom ist klar definiert. https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Stromst%C3%A4rke Und die Stromstärke ist im Gegensatz zur Spannung eine SI Basiseinheit. Und das steht eigentlich in jedem seriösen Fachbuch.
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Udo S. schrieb: > Lutz nimm doch mal deine Scheuklappen ab. > > Die Diskussion ob irgendwas eine Strom oder Spannungsquelle ist, ist > völlig unnütz weil man jede Quelle äquivalent mit beiden Modellen > abbilden kann. Hast Du immer noch nicht mitgekriegt, dass wir hier von physikalischen Vorgängen und NICHT von Modellen reden? Das ist längst abgehakt!
Lutz V. schrieb: > Ist für Dich diese "Verschiebung von Ladungen" durch die Lorentzkraft > schon das, was wir gemeinhin als "Strom" bezeichnet? Dann muss > konsequenterweise auch z.B. die durch chemische Einflüsse ausgelöste > Ladungstrennung (im Innern einer Spannungsquelle) als "Strom" bezeichnet > werden, der dann die verfügbare Spannung erzeugt. Ja und ja. Ich bin ein Freund von Definitionen, die einerseits möglichst einfach und damit allgemein anwendbar sind, andererseits aber auch genug Aussagekraft haben, um darauf Theorien aufbauen zu können. Definitionen sind für mich kein Selbstzweck, sondern dienen – zusammen mit den darauf aufbauenden Theorien – dazu, physikalische Effekte nachvollziehbar zu machen bzw. vorherzusagen. In Bezug auf elektronische Schaltungen stehen am Ende der Kette die beiden banalen Fragen: - Was genau tut eine gegebene Schaltung? (Analyse) - Wie muss eine Schaltung aussehen, damit sie eine gegebene Funktion erfüllt? (Synthese) Mehr brauche ich für meine Elektronikbasteleien nicht :) Jede Definition oder Theorie, die mich bei der Beantwortung der beiden Fragen unterstützt, ist gut, alles was darüberhinaus geht, ist für mich überflüssig. Die Definition "Strom ist bewegte Ladung." ist bestechend einfach. Diese Definition macht keinerlei Vorgaben bzgl. des Typs der Ladungsträger (Elektronen, Ionen, Protonen, Positronen usw.) oder des Mediums, in dem sich diese bewegen (Metall, Flüssigkeit, Vakuum usw.), und das ist auch gut so. Sie beschränkt auch nicht den Ort, in dem sie gültig ist, womit wir bei dem Punkt wären, ob eine Bewegung von Ladungsträgern nur dann als Strom angesehen werden soll, wenn sie außerhalb einer realen Quelle stattfindet. Solche Einschränkungen sind meiner Meinung nach hinderlich, denn sie machen nicht nur die Definition komplizierter, sondern ziehen oft die Notwendigkeit weiterer Definitionen nach sich, im konkreten Fall die der realen Quelle und deren Abgrenzung zu ihrer Außenwelt. Um die Schwierigkeit einer solchen Definition zu verdeutlichen, habe ich weiter oben das Beispiel mit der Yalu X. schrieb: > kreisförmigen, geschlossenen Leiterschleife angeführt. Hält man die Definition des Stroms einfach, erübrigen sich solche Zusatzdefinitionen, und das Leben wird gleich doppelt einfach :) Die physikalische (und damit umfassende) Definition des elektrischen Stroms geht noch einen Schritt weiter und separiert den Strom in zwei Komponenten, dem Konvektionsstrom (also der bewegten Ladung) und den Verschiebungsstrom: https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrischer_Strom https://de.wikipedia.org/wiki/Verschiebungsstrom Der Verschiebungsstrom braucht etwas mehr Vorstellungskraft als der Konvektionsstrom. Da aber beide Stromtypen zusammen eine runde, mit mathematischen Formeln beschreibbare Theorie ergeben, ist auch diese erweiterte Definition für mich völlig in Ordnung, auch wenn der Verschiebungsstrom für mich persönlich bei der Schaltungsentwicklung kaum eine Rolle spielt. Für die Physiker, die sich bspw. für die Vorgänge innerhalb eines Kondensators interessieren, Halbleiter- und Hochfrequenztechniker sieht das aber vermutlich wieder ganz anders aus.
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Bei der Gelegenheit auch passend: https://de.wikipedia.org/wiki/Quelle_und_Senke Die Objekte, die man gemeinhin als Spannungsquelle oder Stromquelle bezeichnet (elektrischer Generator, Primärzelle, Solarzelle, Brennstoffzelle, Thermosäule), fungieren weder für die physikalische Größe "elektrische Spannung" noch für die physikalische Größe "elektrischer Strom" als Quellen (oder Senken). Die physikalische Größe, für die sie - je nach Beschaffenheit ihrer Außenwelt - Quellen oder Senken darstellen, ist die elektrische Leistung. Aber hatten wir diese Diskussion eigentlich nicht schon mal? @Yalu: Gut erklärt.
Lutz V. schrieb: > Hast Du immer noch nicht mitgekriegt, dass wir hier von physikalischen > Vorgängen und NICHT von Modellen reden? Wir Menschen erklären physikalische Vorgänge anhand von Modellen. Was wirklich im Kabel passiert, weiß doch niemand abschließend genau. Da mag jemand vielleicht an bewegte Elektronen denken, die sich wiederum in Quanten und Strings zerlegen lassen. Mit Quanten und Strings kann ich aber nichts praktisches anfangen. Mir reichen die altbekannten Modelle.
Udo S. schrieb: > (elektrische) Strom ist klar definiert. > https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrische_Stromst%C3%A4rke Ja, aber erst seit 2019 mit einer zuverlässigen und präzisen Methode. > Und die Stromstärke ist im Gegensatz zur Spannung eine SI Basiseinheit. Was mich irgendwie verwundert, da man die elektrische Spannung schon ziemlich lange zuverlässig und präzise darstellen kann.
Harald W. schrieb: >> Und die Stromstärke ist im Gegensatz zur Spannung eine SI Basiseinheit. > > Was mich irgendwie verwundert, da man die elektrische Spannung schon > ziemlich lange zuverlässig und präzise darstellen kann. Die Volt als Einheit der Spannung ist eine abgeleitete SI-Einheit. Im SI-Einheitensystem wurde das Volt definiert als diejenige elektrische Potentialdifferenz oder elektrische Spannung, die anliegt, wenn bei einer Stromstärke von einem Ampere (1 A) die Leistung von einem Watt (1 W) abgegeben wird. 1 V = 1 W / A Das Watt ist mit der Energieeinheit Joule (J) und der Krafteinheit Newton (N) verbunden über: 1 J = 1 Nm = 1 Ws aus https://de.wikipedia.org/wiki/Volt Ampere wurde als Basis Einheit gewählt, weil sie direkt mit der Elementarladungskonstante verbunden ist.
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Jobst Q. schrieb: > Ampere wurde als Basis Einheit gewählt, weil sie direkt mit der > Elementarladungskonstante verbunden ist. Nun, die Einheit Ampere war lange Zeit nur über eine sog. Stromwaage mit der Kraft definiert, was sich nur mit verhältnismäßig geringer Genauigkeit messen ließ. Erst 2019 hat sich das geändert.
Harald W. schrieb: > Jobst Q. schrieb: > >> Ampere wurde als Basis Einheit gewählt, weil sie direkt mit der >> Elementarladungskonstante verbunden ist. > > Nun, die Einheit Ampere war lange Zeit nur über eine sog. Stromwaage > mit der Kraft definiert, was sich nur mit verhältnismäßig geringer > Genauigkeit messen ließ. Erst 2019 hat sich das geändert. Ja, und? Die Zeit ist auch nicht gerade einfach hinreichend genau zu messen.
Percy N. schrieb: > Ja, und? Die Zeit ist auch nicht gerade einfach hinreichend genau zu > messen. Nunja, die Zeit ist die Meßgrösse, die man mit der grössten Genauigkeit gegenüber allen anderen Meßgrössen messen kann.
Harald W. schrieb: > Percy N. schrieb: > >> Ja, und? Die Zeit ist auch nicht gerade einfach hinreichend genau zu >> messen. > > Nunja, die Zeit ist die Meßgrösse, die man mit der grössten Genauigkeit > gegenüber allen anderen Meßgrössen messen kann. Mit der guten alten Pendeluhr?
Yalu X. schrieb: > Ich bin ein Freund von Definitionen, die einerseits möglichst einfach > und damit allgemein anwendbar sind, andererseits aber auch genug > Aussagekraft haben, um darauf Theorien aufbauen zu können. Definitionen > sind für mich kein Selbstzweck, sondern dienen – zusammen mit den darauf > aufbauenden Theorien – dazu, physikalische Effekte nachvollziehbar zu > machen bzw. vorherzusagen. Klar - dem kann ich nur zustimmen. Die Kenntnis der relevanten Definitionen ist ja zudem Grundvoraussetzung für jede technische Diskussion, um nach Möglichkeit von Anfang an Missverständnisse auszuschließen. Wir sehen es ja auch gerade hier beim Begriff "Strom" - und die Diskussion um dieses Thema herum finde ich ja auch ganz interessant. Kann man doch seine eigene Vorstellung darüber kontrollieren/ergänzen und sich die zugehörigen Begriffe noch mal in Erinnerung rufen. (Wer dazu keine Lust hat oder das für überflüssig hält, der sagt eben einfach: Sind alles nur Modelle, die der Wahrheit eh nicht nahekommen - also; was solls). Ich will mal versuchen, mich dem Thema anders zu nähern: Meiner Kenntnis nach kann man allgemein sagen, dass das Erzeugen elektrischer Energie auf dem Wege der Umwandlung anderer Energieformen (elektromagnetisch/Licht, mechanisch, chemisch) erfolgt. * Ergebnis dieses Prozesses ist zunächst die Trennung elektrischer Ladungen in dem betreffenden Medium (mit Ladungstransport). Das bedeutet: Potentialunterschied=Spannung. * Natürlich kann man diesen Ladungstransport auch als "Strom" bezeichnen, der dann als Ursache für die erzeugte Spannung angesehen werden kann. * Damit ist aber diese Energiequelle nicht zu einer "Konstant-Stromquelle" geworden, sondern sie stellt eine möglichst lastunabhängig Spannung zur Verfügung (jedenfalls ist es das Ziel der Technologie, dieses zu erreichen). * Das heißt: Mit der oben erwähnten (erweiterten) Stromdefinition muss ich meine frühere Aussage (Strom setzt treibende Spannung voraus) revidieren und auf den äußeren geschlossenen Stromkreis (nutzbarer Verbraucherkreis) beschränken. * Und es ist auch NUR dieser Strom, der in Ampere angegeben bzw. gemessen werden kann. Ist das zustimmungsfähig?
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Yalu X. schrieb: > kreisförmigen, > geschlossenen Leiterschleife wieso kreisförmig? das funktioniert auch im einer drei- vier- fünf- x- eckigen, ovalen geschlossenen Leiterscheife!
>Natürlich kann man diesen Ladungstransport auch als "Strom" bezeichnen Begriffsdefinition erfüllt --> es ist ein Strom. Punkt. >Das heißt: Mit der oben erwähnten (erweiterten) Stromdefinition I = dQ/dt. Andere Definitionen gibt es nicht. Ein elektrischer Strom ist auch dann ein solcher, wenn er innerhalb eines Generators, einer Solarzelle, Brennstoffzelle, Thermosäule, der Scheibe einer Wirbelstrombremse oder dem Stab eines Hertzschen Dipols fließt, oder als Positronenstrahl in der Vakuumröhre eines Beschleunigers, oder nur kurzzeitig, wenn man ein schnell bewegtes Leiterstück abrupt abbremst (Massenträgheit der Elektronen). Willst Du Dir für das alles gesondert überlegen, was man da jetzt als Strom gelten lassen will und was nicht? * Damit ist aber diese Energiequelle nicht zu einer "Konstant-Stromquelle" geworden, sondern sie stellt eine möglichst lastunabhängig Spannung zur Verfügung Meine Güte, was hast Du eigentlich für ein Problem? Jedes Dingsbums ist genau dann eine Stromquelle, wenn es die Definition des Begriffs Stromquelle matcht. Lax und kurz: Zweipol, der elektrische Leistung an seine Außenwelt abgibt und dessen U-I-Kennlinie in der Umgebung des Arbeitspunkts eine geringe Steigung hat. Ich wiederhole nur, was Dir andere hier schon gesagt haben: Die Frage nach der Ursache-Wirkungs-Beziehung zwischen Strom und Spannung spielt für die Definitionen der Begriffe Spannungsquelle und Stromquelle überhaupt keine Rolle. Das ist eine völlig andere Baustelle. Deine Ansicht, dass Strom nicht (im Sinne von "prinzipiell niemals") die Ursache für Spannung sein kann, ist physikalisch falsch, z. B. deshalb, weil Elektronen nicht nur Ladung, sondern auch Masse haben. >und auf den äußeren geschlossenen Stromkreis (nutzbarer Verbraucherkreis) >beschränken. Irgendwie scheint Dein Dogma von der Stromquellen-Nichtexistenz für Dich eine Herzensangelegenheit zu sein. Warum auch immer.
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