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Elektrotechnik

Spannungserzeugung

 

Grundlagen

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Sobald sich Ladungsträger einseitig ansammeln, entsteht eine elektrische Spannung. Sobald eine Differenz an Ladungsträgern besteht, möchten sich diese durch ein natürliches Bestreben wieder ausgleichen.

Werden elektrische Ladungen getrennt, so möchten sich diese wieder ausgleichen.
Zwischen den unterschiedlichen Ladungen besteht eine Kraftwirkung, die als elektrische Spannung bezeichnet wird.

Beim Ladevorgang wird eine unterschiedliche Elektronenverteilung erzwungen.

  • Positive Ladung:
    Elektronen werden aus dem Material entzogen. Der Pol wird positv.
    Dieser Stoff hat weniger negative Ladungen.

  • Negative Ladung:
    Elektronen werden auf das Material übertragen. Der Pol wird negativ.
    Dieser Stoff hat mehr negative Ladungen.
Bild:
Zu Beginn ist die Ladung beider Materialien neutral die Anziehung hebt sich auf. Durch einen äusseren Einfluss werden die Ladungen verschoben, dabei entsteht ein Ladungsunterschied. Eine Spannungsquelle ist entstanden. Mit der Entladung gleichen sich die Ladungsträger wieder aus.
Damit eine Spannung erzeugt werden kann, müssen Ladungen getrennt werden.


Wie schnell ein Ausgleich statt findet, hängt vom gewählten Leiter-Werkstoff ab.

Am schnellsten funktioniert ein Ausgleich im Plasma (Lichtbogen) oder besser gesagt bei einem Funkenüberschlag.
Die Spannungserzeugung beruht auf der Ladungstrennung.
 

Arten zur Spannungserzeugung

Wir unterscheiden 6 Arten der Spannungserzeugung:
  1. Spannungserzeugung durch chemische Vorgänge
  2. Spannungserzeugung durch Wärmewirkung
  3. Spannungserzeugung durch Lichtwirkung
  4. Spannungserzeugung durch Druckeinwirkung
  5. Spannungserzeugung durch Induktion
  6. Spannungserzeugung durch Reibung
 

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Zusammenfassung

Es werden die Arten der Spannungserzeugung erklärt.

Elektrische Spannung kann durch folgende Arten erzeugt werden:
  1. Chemische Spannungserzeugung (Batterie, Brennstoffzellen)
  2. Thermische Spannungserzeugung (Thermoelement)
  3. Photoelektrische Spannungserzeugung (Photovoltaik, Photoelement)
  4. Spannungserzeugung durch Druck oder Zug (Piezokristall)
  5. Elektromagnetische Spannungserzeugung (Dynamo, Generator)
  6. Elektrostatische Spannungserzeugung (Reiben von Stäben, Bandgenerator)
 

Quellen

Bildungsserver Elektronik Fachbuch Elektronik Kompendium Autoelektrik Wikipedia Vom Elektron zur Elektronik virtuelles Chemielabor Chemie am Auto Chemie.de Lexikon dwu Unterichtsmaterialien SPS Lehrgang Grund-Wissen

 

Literatur

  • Elektrotechnische Grundlagen - Elektronik 1, Heinz Meister, Vogel Buchverlag, ISBN: 978-3-8343-32
  • Elektronik im Kfz, Hamann, Lindemann, Kieser-Verlag, ISBN: 3-8242-4267-2
  • Moeller Grundlagen der Elektronik, Harrihausen, Schwarzenau, Springer Vieweg, ISBN: 978-3-8348-1785-3
Schlagwörter
Spannungserzeugung - chemische Vorgänge - Wärme - Licht - Kristallverformung - Induktion - Reibung - Daniell-Element - Spannungsreihe - Grundlagen - Galvanische Zelle - Halbzelle - Chemisches Potenzial - Wasserstoff-Elektrode - Spannungsreihe - Daniell-Element - Brennstoffzelle - Lambdasonde - Merksätze - Thermo-Spannungsreihe - Peltier-Effekt - Äusserer Photoeffekt - Innerer Photoeffekt - Photoleitung - Bändermodell - Photovoltaischer Effekt - ruhende - statische - Ladung - Atomarer Photoeffekt - Werkstoffe - Inverser Piezoeffekt - Geschichte - Triboelektrische Reihe - Influenz - Plasma - Lichtbogen - Voltasche Säule - Anode - Kathode - Anion - Kation - Vollzelle - Primärelemente - Sekundärelemente - Standardwasserstoff-Elektrode - Potential - Elektronenabgabe - Elektronenaufnahme - Spannungssprungsonde - Elektronenmangel - Elektronenüberschuss - Thermoelement - Hallwachs-Effekt - Valenzband - Leitungsband - Bandlücke - Direkter Piezoeffekt

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Aktualisierung 11.12.2017 12:09
aktualisiert: 2014-02-24