Grundlagen: elektrische Spannung
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Elektrische Spannung
Formelzeichen: U
Einheit: V = Volt
Ursache
Elektrische Spannung wird durch die Trennung von Ladungen erzeugt. Dies geschieht z.B. in einer Spannungsquelle, wie einer Batterie. Die Elektronen fließen in eine Richtung: an einem Anschluß entsteht daher Elektronenüberschuß, und am anderen Anschluß ein Elektronenmangel.
Der Pol mit dem Elektronenüberschuß ist der negative Pol (-; Minus-Anschluß). Dieser Ladungsüberschuß wird durch die Anhäufung der Elektronen erzeugt.
Und der Pol mit dem Elektronenmangel der positive Pol (+; Plus-Anschluß) = Elektronenmangel.
Schaltzeichen einer Spannungsquelle
Elektronenüberschuß = Minuspol und
Elektronenmangel = Pluspol einer Spannungsquelle
Diesen elektrischen Druckunterschied zwischen den beiden Polen nennt man elektrische Spannung.
Schließt man nun einen elektrischen Leiter zwischen beide Pole werden durch das natürliche Ausgleichsbestreben der Elektronen diese vom Minuspol hin zum Pluspol wandern und dadurch das Gleichgewicht der Ladungen auszugleichen. Durch den Elektronenfluß wird bewirkt, dass nun ein elektrische Strom fließt.
Ein Strom fließt jedoch nur, wenn der Stromkreis geschlossen ist: Die Elektronen fließen vom Minuspol über einen Verbraucher (z.B. Lampe) zum Pluspol zurück. Innerhalb der Spannungsquelle werden sie dann vom Pluspol zum Minuspol weitergegeben.
Technische Stromrichtung
Anfangs der Elektronik ging man davon aus, dass der Strom vom Pluspol zum Minuspol fließen würde.
Tiefergehende Forschung brachte jedoch das Gegenteil zutage: Die Stromflußrichtung bewegt sich vom Minuspol zum Pluspol!
Obgleich dieser Anschauung, wurde es belassen, dass der Strom von Plus nach Minus fließt.
Deswegen wird dies auch weiterhin als konventionelle oder technische Stromrichtung bezeichnet, die generell in den Schaltplänen der Elektrotechnik zu finden ist.
Technische Stromrichtung: vom Pluspol zum Minuspol
Technische Stromrichtung
Elektronen-Stromrichtung
Hier ist der Stromfluß im äußeren Stromkreis von Minus (Elektronenüberschuß) nach Plus (Elektronenmangel). Die Elektronen vom Minuspol werden vom Pluspol angezogen und fließen daher in diese Richtung.
Für das Verständnis der Vorgänge in der Elektronik ist dieses Wissen wichtig.
Elektronen-Stromrichtung: vom Minuspol zum Pluspol
Elektronen-Stromrichtung
Spannungsmessung
Spannung kann in einer Schaltung zwischen zwei Punkten gemessen werden, die ein Spannungsunterschied aufweisen.
Das Spannungs-Meßgerät (Voltmeter) wird parallel zur Spannungsquelle oder parallel zum Verbraucher geschaltet. Es ist auf die Polarität der Anschlüsse zu achten:
rot an Plus und schwarz an Minus
Messen einer Spannung
Einheit Volt (V)
Die Einheit für die Spannung (U) ist das Volt (V). Es finden sich ebenso Vielfache und Teile dieser Einheit in der Elektronik.
z.B.:
| 1.000 Volt | = | 1 Kilovolt | = | 1 kV |
| 1 Volt | = | 1 Volt | = | 1 V |
| 1/1.000 Volt | = | 1 Millivolt | = | 1 mV |
| 1/1.000.000 Volt | = | 1 Mikrovolt | = | 1 µV |
Die Festlegung der Spannungseinheit:
1 Volt ist die Einheit der Spannung, die durch einen Widerstand von 1 Ohm einen Strom von 1 Ampere fließen läßt.