Spannung entsteht durch Ladungstrennung. Zum Trennen von

Lerninhalt - EAM
ELEKTRISCHE GRUNDGRÖSSEN
SPANNUNG
Spannung entsteht durch Ladungstrennung. Dafür ist Arbeit erforderlich. Spannung ist Arbeit pro
Ladung. Die elektrische Spannung U gibt den Arbeitsaufwand W an, mit welchem die
Ladungstrennung herbeigeführt wurde.
Zum Verständnis ist folgender Vergleich zulässig: Wird ein Gewicht vom Potential des Fußbodens, auf das höhere Potential
der Tischplatte gehoben, ist ein Arbeitsaufwand erforderlich. Die zum Herstellen dieser Potentialdifferenz aufgewendeten
Arbeit steckt dann in Form von potentieller Energie im Gravitationsfeld. (Der ursprüngliche Zustand will wieder hergestellt
werden). Die gespeicherte potentielle Energie wird, beim herunterfallen, in Form von kinetischer Energie wieder frei.
Die elektrische Spannung U zwischen zwei Polen gibt die Arbeit an, die zur Verschiebung der
Einheitsladung zwischen diesen Polen erforderlich ist.
U
W
Q
Elektrische Spannung
Erforderliche Arbeit zur Ladungstrennung
Bewegte Ladung
V; Nm/C
Nm; Ws; J
As; C
U
W
Q
Die elektrische Spannung ist somit ein Energiezustand, der zwischen ungleichen Potentialen von
Ladungen besteht. Dieser Energiezustand wird auch als die Potentialdifferenz U bezeichnet.
Die Spannung U kann Ladungen bewegen. Sie ist daher die Ursache für den elektrischen Strom.
Das Formelzeichen der Spannung ist U.
Die Einheit der Spannung ist das Volt (V). Es gilt: 1V = 1J / 1C.
Laut Gesetz über Einheiten im Messwesen ist definiert:
Die abgeleitete SI–Einheit der Spannung oder elektrischen Potentialdifferenz ist das Volt
(Einheitenzeichen: V).
1Volt ist gleich der elektrischen Spannung oder Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten eines
fadenförmigen, homogenen und gleichmäßig temperierten metallischen Leiters, in dem bei einem
zeitlich unveränderlichen elektrischen Strom der Stärke 1A zwischen den Punkten die Leistung
1W umgesetzt wird.
Aus der Einheit 1Volt können dezimale Vielfache und Teile gebildet werden.
Beispiele: 1MV = 106V, 1kV = 103V, 1mV = 10–3V, 1V = 10–6V.
Spannung kann nur zwischen zwei Punkten
bestehen, welche Pole genannt werden. Der Pol
mit dem Elektronenmangel wird Pluspol, der Pol
mit dem Elektronenüberschuss Minuspol genannt.
U
S
p
a
n
n
u
n
g
s
p
f
e
i
l
Festlegung der Spannungsrichtung
Die Ladungstrennung kann auf verschiedene Arten erfolgen. Die dazu erforderliche Energie kann aus
chemischer Energie, aus Wärmeenergie, aus Lichtenergie, aus elektromagnetischer Energie oder aus
kinetischer Energie umgewandelt werden. Anordnungen zur Potentialtrennung werden als
Spannungsquellen, Spannungserzeuger oder allgemein als Generatoren bezeichnet.
 08.04.2017 BSIT (Bä)
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