Zur 'Henne/Ei' Diskussion Strom/Spannung

Hallo Gemeinde.
Ich habe den Faden erst jetzt gelesen und betrachte den Meinungsaustausch zwischen Ralf/Jörg und Oliver als typisches Beispiel dafür, wie man aneinander vorbeireden kann. Meiner Meinung nach haben alle Beteiligten Recht. Es kommt auf die Ursache an.
Wenn eine Spannung vorhanden ist, bewirkt sie einen Elektronenstrom.
Gelingt es mir die Elektronen auf andere Weise zu bewegen, so erzeugt dieser Verschiebungsstrom eine Spannung. Das kann durch Magnetismus oder Wärme geschehen.
Es hilft hier vielleicht das hydraulische Analogon zum besseren Verständnis.
Man fülle ein gerades Stück Rohr mit einer Flüssigkeit und verschließe beide Seiten mit elastischen Membranen. Man halte das Rohr waagerecht, beide Membranen verformen sich nicht. Bringe ich nun auf einer Seite durch Fingerdruck eine Kraft auf so, dass die Membran durch eine Spannung verformt wird, so verschieben die Flüssigkeitsmoleküle die andere Membran entsprechend. Eine Spannung hat den Verschiebestrom erzeugt.
Bringe ich nun das Rohr in ein Kraftfeld ein (Gravitation oder Zentrifugalkräfte) so bewirken die Beschleunigungen auf die Molekülmassen einen Verschiebestrom, der sich in den Verformungen der Membranen äußert. Und zwar so lange bis Kräftegleichgewicht an den Membranen herrscht. Ein Verschiebestrom hat eine Spannung erzeugt.
Dass dieses Druckspannungspotential vorhanden ist, muss ich nicht erst dadurch nachweisen, dass ich über einen Schlauch einen Ausgleichsstrom fliessen lassen muss!
Weil ich das so sehe, habe ich die ganze Diskussion nicht verstanden.
Mit freundlichen Grüßen
Alexander Berresheim

Kommando zurück! Korrektur!
Nochmal, Hallo Gemeinde.

Es hilft hier vielleicht das hydraulische Analogon zum
besseren Verständnis.

so man es denn richtig interpretiert!
Bei sorgfältiger Überlegung sind mir beim zweiten Beispiel Zweifel gekommen. Ich bin überzeugt einer Fehlinterpretation aufgesessen zu sein.

Bringe ich nun das Rohr in ein Kraftfeld ein (Gravitation oder
Zentrifugalkräfte) so bewirken die Beschleunigungen auf die
Molekülmassen einen Verschiebestrom, der sich in den
Verformungen der Membranen äußert. Und zwar so lange bis
Kräftegleichgewicht an den Membranen herrscht. Ein
Verschiebestrom hat eine Spannung erzeugt.

Das ist falsch!!!
Primär erzeugt ein Beschleunigungsfeld an Massen eine mechanische Kraft, die im hydraulischen Analgogon mit der elektrischen Spannung gleichgesetzt wird. Also ist auch hier hier die Kausalkette: erst die Kraft (Spannung), dann die Bewegung (Strom).
Aber es beruhigt mich dass das hydraulische Analogon auch hier die richtige Antwort liefert wenn man keine Denkfehler macht.

Mit freundlichen Grüßen
Alexander Berresheim

Hi Alexander,

da Du mich ausdrücklich erwähnst (fühle mich bauchgepinselt), erlaube ich mir eine kurze Zusammenfassung meiner Sicht - sonst beschwerst Du Dich noch, dass Dir keiner schreibt :wink:

Meine Verwirrung wächst langsam ins Grenzenlose. Es mag ja sein, dass es letztlich wurscht ist, an welchem Ende das Denken beginnt. Dennoch meine ich, dass unsere Altvorderen nicht umsonst von der Elektromotorischen Kraft gesprochen haben, wenn sie die (Generator-)Spannung meinten. Mein Ansatzpunkt in der Physik waren immer die Kräfte, ohne die passiert nämlich nichts. Ich lasse mich auch gerne auf die Lorentzkraft ein, wenn es denn sein muss, aber nicht darauf, einen Strom eine Kraft zu nennen.

Ladungstrennung mit Stromfluss gleichzusetzen finde ich nicht hilfreich - wie soll ich damit die Batterie erklären, in der die Ladungen bereits getrennt sind, ohne dass etwas fließt? Was bei der Stromerzeugung quantenmechanisch abläuft, ist sicher sehr interessant; gebraucht habe ich aber zB ein Einstein-Bose-Kondensat im Leben noch nicht.

In der Praxis sehe ich Kräfte, die etwas bewirken wollen, und Widerstände, die dem entgegenstehen. Je nachdem, wie groß die Widerstände sind, können Kräfte mehr oder weniger bewirken. Und somit schließt sich der Kreis, was Ursache und Wirkung anbelangt.

Danke für’s Zuhören! (Heute mal keine Fragen…)

Gruß Ralf

Hallo Ralf,

Ladungstrennung mit Stromfluss gleichzusetzen finde ich nicht
hilfreich - wie soll ich damit die Batterie erklären, in der
die Ladungen bereits getrennt sind, ohne dass etwas fließt?

mmmmhh… gutes Argument. Vielleicht sollte man ein analoges Gebiet suchen, das Anschaulicher ist. z.B. Hydraulik

-> Batterie : Druckspeicher
-> Dynamo : Pumpe

Bei der Pumpe ensteht durch den (Volumen)strom eine Spannung.
Bei der Batterie steht man mit der Erklärung blöd da… vielleicht sind Batterie und Dynamo einfach unterschiedlich zu betrachten.

Was bei der Stromerzeugung quantenmechanisch abläuft, ist
sicher sehr interessant; gebraucht habe ich aber zB ein
Einstein-Bose-Kondensat im Leben noch nicht.

sehr richtig!

In der Praxis sehe ich Kräfte, die etwas bewirken wollen, und
Widerstände, die dem entgegenstehen. Je nachdem, wie groß die
Widerstände sind, können Kräfte mehr oder weniger bewirken.

… richtig

… aber wieder die Pumpe… je größer der Widerstand, umso größer die Verlustleistung… Verluste sind maximal bei verstopftem Rohr (Widerstand unendlich)… mmmmhhh… anscheinend ist auch hier bei Stromquellen ein Lastwiderstand von 0 der Leerlauffall.

Jetzt ist die Hydraulik sehr plausibel und einleuchtend, bei der Erzeugung von elektrischem Strom ist mehr Vorstellungskraft und Wissen gefragt, aber ich denke, man sollte das Hydraulikbeispiel wenigstens als Möglichkeit betrachten.

Und somit schließt sich der Kreis, was Ursache und Wirkung
anbelangt.

vielleicht ist die Sache mit dem Kreis ziemlich gut. oder aber eine Wechselbeziehung:

Spannung an Widerstand -> Strom
Strom durch Widerstand -> Spannung
Ein Hydrauliker hat damit keine Probleme, da es einfach anschaulicher ist.

Hi Ralf

Ladungstrennung mit Stromfluss gleichzusetzen finde ich nicht
hilfreich - wie soll ich damit die Batterie erklären, in der
die Ladungen bereits getrennt sind, ohne dass etwas fließt?

In der Praxis sehe ich Kräfte, die etwas bewirken wollen…

Davon brauchst Du Dich auch beim Batteriebeispiel nicht zu verabschieden.
Du betrachtest den stationären Zustand, wenn elektrische Spannung und innere chemische Molekularkräfte im Gleichgewicht sind. Vorher ist da sehr wohl etwas ‚geflossen‘. Es gibt in der Wehrtechnik für Systeme mit langer Lagerzeit und kurzzeitiger Nutzungsdauer Batterien aus Primaerelementen, die über eine pyrotechnische Zündung aktiviert werden. Die Spannung steigt dabei in einer kurzen, aber deutlich messbaren Zeitspanne an. In dieser zeit geschieht die Ladungstrennung durch Elektronentransport bis die äußere elektrische Spannung mit den inneren, trennenden Kräften im Gleichgewicht ist.
Das hydraulische Analogon hierzu wäre ein Gefäß mit poröser Trennwand und zwei Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Salzkonzentration. Die osmotischen Kräfte lassen den Druck in einer Kammer ansteigen bis Gleichgewicht herrscht.
Gruß Alexander

Ach, Alexander,

Davon brauchst Du Dich auch beim Batteriebeispiel nicht zu verabschieden. Du betrachtest den
stationären Zustand, wenn elektrische Spannung und innere chemische Molekularkräfte im
Gleichgewicht sind. Vorher ist da sehr wohl etwas ‚geflossen‘.

eh klar - der Ladestrom, der aus Ladespannung und (veränderlichem) Innenwiderstand resultiert. Und wieder bleiben wir auf der Spannung als Kraft hocken, die einen Strom erzwungen hat.

Gruß Ralf

Hallo, das ist aber im detail betrachtet ein sehr schelchter Vergleich.
Druck mit magnetischen Fledern und Kapazitäten zu vergleichen ist so naja.
Es ist von der Physik, naja, sehr anders :smile:
Wir wissen es ist schwer Felder und Ladungen zu erklären, der Umfang würde schnell ein Buch annhemen. Aber vorsicht hier vergleiche mit Wasserrohren an zu stellen. Felder sind einfach grundlegend anders.

Im ü+brigen kahm jemand der ein lektrisches Feld mit Waserdnamik erklären willte damals zu der Erfindung der Tornadoglocke (Glühbrinenförmiger Körper in deren inneren sich etwas Wasser, bzw quecksilber befindet und sich eien art Mier darin befindet. Wird der Körper im ganzen geschüttelt gibt er seine Energie nur in eien Richtung ab.

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Hallo drambeldier / Ralf,

…Batteriebeispiel…Vorher ist da sehr wohl etwas ‚geflossen‘…

du schreibst: „eh klar - der Ladestrom, der aus Ladespannung und
(veränderlichem) Innenwiderstand resultiert.“

Das Beispiel kann ich nicht nachvollziehen, wenn es sich um eine Batterie handeln soll!

Bei einem Akku passt das Besispiel natürlich - der Ladestrom verändert die „Chemie“ im Akku => Ladungstrennung, beim Entladen geht es wieder rückwärts.

Aber eine Batterie wird doch bei der Herstellung nicht geladen, da werden doch bereits chemische Zustände zusammengepackt, die eine Ladungstrennung bewirken (z.B. Zink / Kohle + Elektrolyt), oder?

Wie erklärt sich das?

Michael

Hallo drambeldier / Ralf,

…Batteriebeispiel…Vorher ist da sehr wohl etwas
‚geflossen‘…

du schreibst: „eh klar - der Ladestrom, der aus Ladespannung
und
(veränderlichem) Innenwiderstand resultiert.“

Das Beispiel kann ich nicht nachvollziehen, wenn es sich um
eine Batterie handeln soll!

Bei einem Akku passt das Besispiel natürlich - der
Ladestrom verändert die „Chemie“ im Akku =>
Ladungstrennung, beim Entladen geht es wieder rückwärts.

Aber eine Batterie wird doch bei der Herstellung nicht
geladen, da werden doch bereits chemische Zustände
zusammengepackt, die eine Ladungstrennung bewirken (z.B. Zink
/ Kohle + Elektrolyt), oder?

Wie erklärt sich das?

Hallo Michael, ich bin zwar nicht direkt angesprochen, aber ich war an der Diskussion beteiligt. Ich will auch Ralf nicht vorgreifen, sondern nur meine Sicht der Dinge darstellen.

  1. wenn Du ‚Batterie‘ anführst, sagt das noch nichts über deren Funktionsweise aus. Denn es gibt Geschützbatterien, Flaschenbatterien, Akkumulatorenbatterien u.a.
    Batterie ist nichts anderes als eine Zusammenstellung mehrere gleicher Funktionsgruppen.
    2)Was Du meinst ist eine Batterie aus Elementen, besser ‚Primärelementen‘. Und deren gibt es viele, je nach chemischem oder mechanischem Aufbau. Das nur vorneweg und nebenbei.
    Bei dem Zusammenbau des Elements in der Fertigung ist noch nichts ‚geladen‘, sondern die chemische Reaktion startet erst mit dem ersten Kontakt der Substanzen. Deshalb hatte ich auch das Beispiel mit den durch eine Zündung aktivierbaren Batterien angeführt, wo die ‚Ladung‘ zu einem beliebigen Zeitpunkt erfolgen kann. Bis dahin ist die Batterie (aus Primärelementen) elektrisch völlig neutral.
    Mit freundlichen Grüßen
    Alexander Berresheim

Hallo,

Primär erzeugt ein Beschleunigungsfeld an Massen eine
mechanische Kraft, die im hydraulischen Analgogon mit der
elektrischen Spannung gleichgesetzt wird. Also ist auch hier
hier die Kausalkette: erst die Kraft (Spannung), dann die
Bewegung (Strom).

ist das jetzt die Aussage von Dir, es gebe keinen el. Strom ohne anliegende Spannung bzw. ohne el. Feld?

Gruß

Dieter