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Ladung, Strom und Spannung

Die Spannungsquelle

"Spannungslieferanten" oder Spannungsquellen müssen ein Potenzialgefälle erzeugen und dieses aufrecht erhalten können. Dabei bilden sie zwei Pole, den Plus- und den Minuspol. Am Minuspol herrscht ein negativer Ladungsüberschuss, also Elektronenüberschuss, am Pluspol ein negativer Ladungsmangel, also Elektronenmangel.

Im Schaltbild verwendet man oft folgendes Symbol für eine Spannungsquelle:

Abb.1

Der Pluspol der Spannungsquelle ist immer der längere Strich, der Minuspol ist der Kürzere.

Spannungsquellen gibt es in den unterschiedlichsten Bereichen und in den verschiedensten Größen:

Abb.2

Man denkt vermutlich zuerst an alltägliche Dinge wie die Batterie, sowohl im Auto, sie hat 12 Volt, als auch im Handy, ca. 3,6 Volt, oder in der Armbanduhr, ca. 1,5 Volt. Dann kommt einem noch die Steckdose mit 230 Volt in den Sinn und vielleicht der Generator im Kraftwerk mit ungefähr 20000 Volt.

Der Unterschied hierbei ist, dass die Batterien die Spannung über längere Zeit aufrecht erhalten können, aber der Generator zur Spannungserzeugung immer in Betrieb sein muss.

Aber auch in der Natur kommen Spannungen vor: Bei einem Gewitter können Blitze bis zu 100 Millionen Volt Spannung erreichen. Lebewesen nutzen Spannungen zum Beutefang oder zur Abwehr von Feinden. Der Zitteraal kann mit einer Spannung von bis zu 700 Volt sogar ein Pferd töten. Auch der Zitterrochen ist zu nennen, der eine Spannung von bis zu 200 Volt erzeugen kann.

Im menschlichen Körper gibt es auch elektrische Spannungen. So werden viele Abläufe, wie zum Beispiel Muskelbewegungen oder Sinneswahrnehmungen, über elektrische Impulse gesteuert. Nervenreize haben beispielsweise eine Größe von ca. 0,04 Volt. Das ist auch der Grund, warum Ströme für den Menschen gefährlich sein können. Die Folgen eines Stromschlages hängen allerdings von vielen Faktoren ab:Größe und Länge der Einwirkung der elektrischen Stromstärke, Zustand der Haut und insbesondere der Weg, den der Strom durch den Körper nimmt.

Hier eine kurze Übersicht:

Abb.3
Stromgröße in Abhängigkeit zur Einwirkzeit
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