Ich unterscheide mechanische Spannung und elektrische Spannung. Hier ist letztere gemeint.
Homonyme: psychische Spannung, körperliche Anspannung
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Ich unterscheide mechanische Spannung und elektrische Spannung. Hier ist letztere gemeint. Homonyme: psychische Spannung, körperliche Anspannung |
Als elektrische Spannung bezeichne ich eine physikalische Grösse der Elektrodynamik mit der Einheit Volt. Gemessen wird die "Stärke einer Spannungsquelle", die Ursache für den elektrischen Strom ist, in welchem die elektrische Ladung transportiert wird.
Die Spannungsquelle, beispielsweise eine Batterie oder ein Generator, hat eine Spannung zwischen zwei Polen, die unabhängig von der Stromstärke ist. Wenn die Pole durch ein leitfähiges Element verbunden werden, fliesst Strom. Die Stromstärke hängt von der Größe der Spannung und von einer Eigenschaft des leitenden Elementes ab, die als elektrischer Widerstand bezeichnet wird.
Die elektrische Spannung stelle ich mir analog zum Druck vor. Die zwei Pole einer Spannungsquelle, zB einer Batterie,
============ Gleich- und Wechselspannungsquellen[Bearbeiten] Gleichspannungsquellen halten ihren Spannungswert zeitlich konstant. Solche Quellen, die als Energiequellen arbeiten, sind z. B. Batterien, Akkumulatoren und Netzgeräte. Ferner gibt es Spannungsquellen, die zwar wenig belastbar sind, aber als Signalquellen oder Messfühler bedeutsam sind, z. B. Thermoelemente. Entsprechend erzeugt eine Wechselspannungsquelle eine sich zeitlich periodisch verändernde Spannung. Zu diesen Quellen gehören z. B. Generatoren, Transformatoren, Signalgeneratoren und ebenfalls Netzgeräte. Auch das elektrische Energieversorgungsnetz stellt eine Wechselspannungsquelle dar. Ferner gibt es auch hier wenig belastbare Quellen, etwa zur Übermittlung von Nachrichten oder zur Weitergabe von Mess- und Tonsignalen, z. B. Mikrofone. ================ Stromquelle, welcher einen bestimmten elektrischen Strom liefert – unabhängig von der an ihren Klemmen anliegenden Spannung. Eine beliebige Anordnung von linearen Spannungs- und Stromquellen und Widerständen in Form einer elektrischen Schaltung lässt sich nach außen immer als Zweipol durch nur eine Spannungsquelle mit einem Innenwiderstand vollständig beschreiben. Dieser Zusammenhang wird auch als das Thévenin-Theorem bezeichnet und spielt in der elektrischen Schaltungsanalyse eine Rolle, da sich damit komplizierte Schaltungen auf vereinfachte Ersatzschaltungen reduzieren lassen, die dann der Analyse leichter zugänglich sind. In den Ersatzschaltungen wird die Spannungsquelle immer als von der Stromstärke unabhängig angesehen. Dieses Verhalten ist in Realität nur näherungsweise zu erreichen; dann sind im Ersatzschaltbild zur besseren Beschreibung der Realität weitere Bauelemente einzufügen. Im einfachsten Fall dient dazu ein mit der Spannungsquelle in Reihe liegender ohmscher Innenwiderstand.[3][4][5][6][7] Bei technisch genutzten Spannungsquellen wird im Regelfall versucht, den Innenwiderstand möglichst klein zu halten. =============== In umgekehrter Betrachtungsweise tritt an einem stromdurchflossenen Körper eine Spannung auf, die dann Spannungsabfall oder Spannungsfall genannt wird. Dieser hat am Verbraucher eine Energieabgabe nach außen zur Folge; dagegen ist eine Quellenspannung in der Regel mit einer Energiezufuhr in einen Stromkreis verbunden. Nach der elektro-hydraulischen Analogie kann man sich die Spannung, die die elektrische Ladung durch den Leiter treibt, durch die Druckdifferenz zwischen zwei Stellen einer Rohrleitung vorstellen, die die Flüssigkeit durch das Rohr treibt. Nach den physikalischen Grundlagen drückt die Spannung die Fähigkeit aus, Ladungen zu verschieben, sodass durch den angeschlossenen Verbraucher ein Strom fließt und Arbeit verrichtet wird. Die elektrische Spannung zwischen zwei Punkten wird definiert als das Linienintegral der elektrischen Feldstärke längs eines festgelegten Weges von dem einen Punkt zum anderen.[4][5] Sie ist zugleich die Differenz der potentiellen elektrischen Energie, die eine Ladung an den zwei Punkten hat, bezogen auf diese Ladung. Das wird auch vereinfachend als „Spannung = Energie pro Ladung“ bezeichnet.[6][7] Auf „natürliche“ Weise entsteht elektrische Spannung zum Beispiel durch Reibung, bei der Bildung von Gewittern, durch Ionentransport durch eine Biomembran und bei chemischen Redoxreaktionen. Zur technischen Nutzung werden Spannungen meistens durch elektromagnetische Induktion sowie durch Prozesse der Elektrochemie erzeugt. Elektrische Spannungen gibt es in einem weiten Größenordnungsbereich. Sie können für den Menschen lebensgefährliche Ströme verursachen.