Hallo zusammen, Volt ist ja als Potenzialdifferenz zwischen zwei Potenzialen defeniert. Meine Frage: Wie groß muss die Differenz an Elektronen sein, um auf 1 Volt zu kommen? Angenommen: x Elektronen Differenz zwischen zwei Potenzialen würde 1V ergeben. Wie groß ist x? Gruß krex
Elektronenvolt != Volt. Elektronenvolt = Energie, keine Spannung! Siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Elektronenvolt
Bei Angaben in eV meint man mit "Potential" eher ein "Energienivieau", also "Energie-"Potential"" meistens bezogen z.B. auf das Vakuumniveau oder auch auf andere Referenzniveaus, z.B. das Ferminiveau
Und um deine Frage zu beantworten: W = q * U = N e U (q= Ladung allg., N= Anzahl elektronen, e= Elektronenladung) Für eine Energiedifferenz von W = 1eV bei einer Spannung von 1V braucht man folglich N = 1 eV / (e * 1V) = 1 Elektron!
hab ich schon geguckt. Ich bin jetzt gerade seit einem Monat Elektrotechnik an meiner Schule. so wie ich das Verstanden habe, gibt es z.B. bei einem Kondensator an einem Potenzial einen ELEKTRONENÜBERSCHUSS und auf dem anderen Potenzial einen ELEKTRONENMANGEL. Wenn man diesen Kondensator dann in einen Stromkreis implementiert, versuchen sich die beiden Potenziale auszugleichen. Z.B. habe ich am Pluspol eienen Elektronenüberschuss von 10000 Elektronen und am Minuspol 10000 Elektronen weniger als am Pluspol. Dann fließen doch 5000 Elektronen vom Pluspol zum Minuspol rüber. Danach ist das 2. Potenzial genauso groß wie das 1. Potenzial. Bis hierhin richtig? Ich habe also eine Potenzialdifferenz von 10000 Elektronen. Wie viel Volt sind 10000 Elektronen Potenzialdifferenz? Es gibt doch batterien die 10 V haben und z.B. 10 Ah. Es gibt aber auch Batterien die 5 V und 10 Ah haben. Wie kann das gehen? ich ersetzte jetzt einfach mal die Batterien durch einen Kondensator. Also... ich möchte ausrechnen wieviel Elektronen pro Ah durch den Leiter fließen. Das habe ich gemacht: 1 Ah = 3600 As Q = n * Elementarladung(1,602*10^⁻19) 1 As = 1 Columb Gleichung : 3600 Columb = N * 1,602*10^-19 Gleichung aufgelöst: N = 2,24719*10^22 Das heißt doch das pro Stunde 2,24719*10^22 Elektronen durch den Leiter fließen. Da eine der Batterien 10 Ah Stunde hält multipliziere ich das jetzt auch noch mal mit 10 also 2,24719*10^22 *10 = 2,24719*10^23 Elektronen / 10h Die Potenzialdifferezn beträgt 2,24719*10^23 Elektronen in der Batterie ??? Wie viel Volt sind das? Was mich total verwirtt ist, das ich bei der 2 Batterie die ja eig nur 5 Volt hat die gleiche Potenzialdifferenz herausbekomme weil diese ja ebenfalls 10 Ah hat. Ich hoffe Ihr könnt mich verstehen.
Andree K. schrieb: > Wie groß muss die Differenz an Elektronen sein, um auf 1 > Volt zu kommen? Es gilt Q = C • U mit der Ladung Q, der Kapazität C und der Spannung U. Die Ladung Q dividiert durch die Elektronenladung ist die Anzahl der Elektronen. http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Elektronenladung Also gilt für die Anzahl n: n = Q / e = C • 1V / e
Mit dem Begriff Elektronenvolt machen manche sich wichtig, und verunsichern Menschen! Beim ersten Kontakt mit Physik in der Schule schwafelte der Pauker auch immer was von 220 Elektronenvolt, womit er die Netzspannung meinte. Ihm das zu widerlegen, oder nur zu verifizieren, gab es nicht: 1970 keine zugängliche Literatur und kein Internet.
> Wie viel Volt sind 10000 Elektronen Potenzialdifferenz?
Die Frage ist ungefähr so sinnvoll, wie die Frage:
Wieviele Meter sind 10000 Molküle Wasser, die ich fallen lasse.
Ich poste den Text hier nochmal in korriegierter Form. Ich habe gerade einmal einen Monat Elektrotechnik an meiner Schule. So wie ich das Verstanden habe, gibt es z.B. bei einem Kondensator an einem Potenzial einen ELEKTRONENÜBERSCHUSS und auf dem anderen Potenzial einen ELEKTRONENMANGEL. Wenn man diesen Kondensator dann in einen Stromkreis implementiert, versuchen sich die beiden Potenziale auszugleichen. Z.B. habe ich am Pluspol eienen Elektronenüberschuss von 10000 Elektronen und am Minuspol 10000 Elektronen weniger als am Pluspol. Dann fließen doch 5000 Elektronen vom Pluspol zum Minuspol rüber. Danach ist das 2. Potenzial genauso groß wie das 1. Potenzial. Bis hierhin richtig? Ich habe also eine Potenzialdifferenz von 10000 Elektronen. Wie viel Volt sind 10000 Elektronen Potenzialdifferenz? Es gibt doch Batterien die 10 V mit 10 Ah haben. Es gibt aber auch Batterien die 5 V und 10 Ah haben. Wie kann das gehen? ich ersetzte jetzt einfach mal die Batterien durch einen Kondensator. Also... ich möchte ausrechnen wieviel Elektronen pro Ah durch den Leiter fließen. Das habe ich gemacht: 1 Ah = 3600 As Q = n * Elementarladung(1,602*10^⁻19) 1 As = 1 Columb Gleichung : 3600 Columb = N * 1,602*10^-19 Gleichung aufgelöst: N = 2,24719*10^22 Das heißt doch das pro Stunde 2,24719*10^22 Elektronen durch den Leiter fließen. Da eine der Batterien 10 Ah Stunde hält, multipliziere ich das jetzt auch noch mal mit 10. also 2,24719*10^22 *10 = 2,24719*10^23 Elektronen / 10h Die Potenzialdifferezn beträgt 2,24719*10^23 Elektronen in der Batterie ??? Richtig Wie viel Volt sind das? Was mich total verwirt ist, das ich bei der 2 Batterie die ja eig nur 5 Volt hat die gleiche Potenzialdifferenz herausbekomme weil diese ja ebenfalls 10 Ah hat. Ich hoffe Ihr könnt mich verstehen. @kbuchegg Ok. Wo liegt mein Denkfehler?
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eine batterie ist kein kondenser. wart mal noch in paar wochen in der Vorlesung...
stock schrieb: > Vorlesung... Ne soweit bin ich noch nicht das ich Elektrotechnik studiere. Bin gerade einmal 10 Klasse Gym. Mein Lehrer erweist sich als nicht kompetent genug, um meine Frage zu beantworten. Darum erhoffe ich mir hier eine Antwort zu bekommen. Natürlich könnte ich einfach warten und gucken welchen Unterrichtsstoff wir nur durchnehmen werden. Mein Lehrer sagte aber meiner Klasse, dass wir nun in die technische Elektronik gehen werden. Sprich wir werden Schaltung besprechen. Danach kommt keine Physik mehr.
Andree K. schrieb: > Wo liegt mein Denkfehler? die Zahl der Elektronen hat nichts mit Spannung zu tun. Mit dem Wasservergleich: 1 Elektron == 1 Wassermolekül ein Wassermolekül in einer bestimmten Höhe hat einen bestimmten Druck (==Spannung) 2 Wassermoleküle in dieser Höhe haben immer noch den gleichen Druck
n Elektronen bewegen sich = Strom n Elektronen befinden sich an einem Ort (relativ zu einem Bezugsort) = Spannung
Andree K. schrieb: > Die Potenzialdifferezn beträgt 2,24719*10^23 Elektronen in der Batterie > ??? Richtig Nicht die Potentialdifferenz, sondern die Ladung. Mr. X schrieb:
ich glaube dein Denkfehler läßt sich mit der oben schon auftauchenden Gleichung Q=C*U auflösen. Die Ladung eines Kondensators Q ist tatsächlich in Anzahl an Elektronen ausdrückbar, die Spannung U aber nicht. Die hängt nämlich auch noch von der Kapazität C ab. Beim Plattenkondensator gilt C~A/d. A ist die Fläche des Kondensators, d der Abstand der Platten. Je kleiner also der Abstand der Platten wir, umso größer die Kapazität des Kondensators. Anders ausgedrückt: Entfernt man z.B. bei einem aufgeladenden Kondesator die Platten voneinander steigt die Spannung (ohne dass die Anzahl der getrennten Elektronen sich ändert). Das erklärt vielleicht auch, warum Akkus mit der gleichen Kapazität unterschiedliche Spannungen haben können
Ich werde das Gefühl nicht los, dass Du am Ende des Unterrichtes eine Kehrschaufel genommen hast, den Raum gekehrt hast - übrigens eine nette Geste - und alle darauf liegenden Kürzel jetzt in einen Zusammenhang zu bringen versuchst.
Du vermischt Grössenangaben wie Volt, Ampere, Watt, Elektronenvolt total, deine Frage klingt wie "Wieviel Kilogramm sind 1 Meter". 1 kWh (deines Stromzählers) sind 22500000000000000000000000 Elektronenvolt. Höre also noch gut im Unterricht zu, du wirst lernen, dass sich die Spannung an einem Kondensator ändert wenn man den Abstand der Platten ändert oder was anderes dazwischenschiebt ohne daß auch nur 1 Elektron seinen Platz verändert hat. Du wirst lernen dassein leere und ein voller Kondensator nach dem Zusammenschalten njch 2 halvolle sind, sondern nur 2 viertelvolle und 50% der Energie verpufft ist. Und was sind schon Elektronen im Zeichen der Quantentheorie, auch bloss eine unvollständige Idee.
Andree K. schrieb: > stock schrieb: >> Vorlesung... > > Mein Lehrer erweist sich als nicht kompetent > genug, um meine Frage zu beantworten. Er hat wohl eher keine Zeit und auch keine Lust, seine Zeit mit der Beantwortung von dummen Fragen zu beantworten, die bei genügender Aufmerksamkeit während des Unterrichts hinfällig wären.
Wieviel Quadratlatschen passen in einen Quantensprung? Quantensprung ist soweit ich weiss die kleinste messbare Energieänderung (oder Vielfache davon), wird aber immer wieder für etwas gewaltig großes gehalten.
Andree K. schrieb: > So wie ich das Verstanden habe, gibt es z.B. bei einem Kondensator an > einem Potenzial einen ELEKTRONENÜBERSCHUSS und auf dem anderen Potenzial > einen ELEKTRONENMANGEL. Das ist zwar im Prinzip nicht falsch, hat aber mit den meßbaren Größen (hier: der Spannung am Kondensator nur bedingt zu tun) > Wenn man diesen Kondensator dann in einen > Stromkreis implementiert, versuchen sich die beiden Potenziale > auszugleichen. Z.B. habe ich am Pluspol eienen Elektronenüberschuss von > 10000 Elektronen und am Minuspol 10000 Elektronen weniger als am > Pluspol. Dann fließen doch 5000 Elektronen vom Pluspol zum Minuspol > rüber. Danach ist das 2. Potenzial genauso groß wie das 1. Potenzial. Jein. Es ist richtig, daß die Spannung (= Potentialdifferenz) den Strom antreibt. Daß mithin die Potentialdifferenz zu 0 wird, wenn kein Ausgleichsstrom mehr fließt. Aber Elektronen sind Ladungen > Ich habe also eine Potenzialdifferenz von 10000 Elektronen. Nein. Du hast eine Ladungsdifferenz. > Wie viel Volt sind 10000 Elektronen Potenzialdifferenz? Das hängt von einer dritten Größe ab: der Kapazität deines Kondensators. Die Gleichung wurde vorher schon genannt: Q = C * U Mit der Ladung Q, Kapazität C und Spannung U. Um beispielsweise an einem Kondensator mit 1 Farad Kapazität eine Spannung von 1 Volt zu erzeugen, mußt du eine Ladung von 1 Coulomb, also ca. 6.241.509.629.152.650.000 Elektronen von der einen Kondensatorplatte zur anderen schaufeln. XL
Andree K. schrieb: > Es gibt doch Batterien die 10 V mit 10 Ah haben. Es gibt aber auch > Batterien die 5 V und 10 Ah haben. > ich ersetzte jetzt einfach mal die Batterien durch einen Kondensator. Das ist falsch. Wie du gerade gelernt hast, gilt am Kondensator, daß die Ladungsdifferenz zwischen den beiden Polen proportional zur Spannung ist, mit der Kapazität als Proportionalitätsfaktor: Q = C * U Bei einer Batterie bleibt die Spannung hingegen (weitgehend) konstant. > Das heißt doch das pro Stunde 2,24719*10^22 Elektronen durch den Leiter > fließen. Da eine der Batterien 10 Ah Stunde hält, multipliziere ich das > jetzt auch noch mal mit 10. > also 2,24719*10^22 *10 = 2,24719*10^23 Elektronen / 10h > Die Potenzialdifferezn beträgt 2,24719*10^23 Elektronen in der Batterie Nein. Die Ladungsdifferenz ist 10C. > Was mich total verwirt ist, das ich bei der 2 Batterie die ja eig nur 5 > Volt hat die gleiche Potenzialdifferenz herausbekomme weil diese ja > ebenfalls 10 Ah hat. Weil du den zweiten wesentlichen Teil, nämlich die Spannung nicht betrachtest. In der Tat ist eine Angabe 10Ah (die verwirrenderweise ebenfalls Kapazität genannt wird obwohl sie eigentlich eine Ladungsmenge ist) ohne Wert ohne die gleichzeitige Angabe der Spannung. Beide Werte multipliziert ergeben erst die eigentlich relevante Information: die in der Batterie gespeicherte Energie: 5V, 10Ah -> 50VAh = 50Wh vs. 10V, 10Ah -> 100VAh = 100Wh d.h. die 10V Batterie enthält die doppelte Energiemenge. Daß man sie trotzdem in der gleichen Zeit (z.B. 10h bei 1A) entladen kann, ist kein Widerspruch, denn an der 10V-Batterie erhält man bei der Entladung ja auch die doppelte Leistung. Nämlich 10W statt 5W (bei 1A). Wenn du hingegen beide Batterien mit der gleichen Leistung entladen würdest, dann würde die 10V Batterie auch wieder doppelt so lange halten. Weil du wegen der doppelten Spannung ja nur den halben Strom bräuchtest. XL
Jetzt kommen wir zum dritten und schwierigsten Teil. Wir wissen jetzt, daß es bei Batterien um die enthaltene Energiemenge geht. Aber wie sieht es beim Kondensator aus? Wieviel Energie steckt in einem geladenen Kondensator? Das Problem besteht hier darin, daß sich die Spannung am Kondensator ständig ändert während wir Elektronen von A nach B transportieren (sagen wir lieber: einen Strom von A nach B fließen lassen). Betrachten wir nochmal die Batterie: wenn wir einen Strom I für eine Zeit dt fließen lassen, dann transportieren wir dabei eine Energiemenge dW = U • I • dt da Strom mal Zeit eine Ladungsmenge ist, können wir auch schreiben dW = U • dQ Das heißt immer wenn wir eine Ladungsmenge dQ (z.B. ein einzelnes Elektron) gegen eine Spannung U verschieben, wird dazu die Energie dW verbraucht. Hier hat das Elektronenvolt seinen Ursprung: zum Verschieben eines Elektrons gegen eine Potentialdifferenz von 1V brauchen wir eine Energie von 1eV. Und jetzt gehen wir zurück zum Kondensator. Wenn wir eine Ladungsmenge dQ in den Kondensator schieben, dann ändert sich dabei die Spannung proportional zur verschobenen Ladungsmenge (dU = 1/C * dQ). Bei konstant fließendem Strom I steigt die Ladungsmenge über die Zeit linear an. Die Spannung folglich auch. Siehe dazu dieses Bild: http://www.weiterbildungskolleg-duisburg.de/physik/konden31.jpg (links Batterie, rechts Kondensator) Die insgesamt verschobene Energiemenge wird dabei durch die Fläche unter der Kurve dargestellt. Bei der Batterie ist jedes "Energiehäppchen" gleich groß (ein schmaler Streifen U * dQ). Beim Kondensator werden die Häppchen immer größer, je voller der Kondensator bereits ist. Die Energiemenge bei der Batterie ist: W = U • Q. Beim Kondensator ist nur die untere Hälfte des Rechtecks gefüllt, wir bekommen also W = 1/2 • Q • U (wobei U hier die Endspannung ist) wenn wir hier noch Q = C • U einsetzen, bekommen wir W = 1/2 • C • U² wie es in jeder elektrotechnischen Formelsammlung steht. XL
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