Hallo,
ich weiß, dass diese Frage etwas lächerlich ist, aber ich komme damit
nicht weiter. Und da ich erst 13 bin und versuche Einstieg in die
Röhrenelektronik zu finden möchte ich euch ganz herzlich um eure Hilfe
bitten :-)
Es geht um die Röhrendiode. Wenn eine indirekt beheitzte Kathode erhitzt
und an den Minuspol gelegt wird, sprudeln Elektronen ja in den
luftleeren Raum.
Wenn an die Anode dann noch (gegenüber der Kathode) positives Potential
gelegt wird, fließen die Elektronen doch durch den luftleeren Raum von
der Kathode zur Anode. Der STROM fließt aber doch von PLUS nach MINUS,
oder doch nicht?!
Ich gehe nämlich immer davon aus, das der Strom von Plus nach Minus
fließt.
Oder ist die Stromrichtung etwas Anderes als die Elektronenrichtung?
Ich habe meine Erkentnisse mal in einer Zeichnung festgehalten. Die
roten Pfeile innherhalb der Röhrendiode symbolisieren die Richtung der
Elektronen. Der pinke Pfeil symbolisiert die Stromrichtung (von + nach
-).
Fließt der Strom also von der Anode durch das Vakuum zur Kathode und die
Elektronen währenddessen von Minus nach Plus?
Ferner habe ich in meiner Zeichnung die Gleichrichtung einer
Sinus-Wechselspannung eingebaut. Wenn die Röhrendiode also wie eine
Siliziumdiode funktioniert ist dann doch an der Kathode doch eine
Pulsierende Gleichspannung, die jede positive Halbwelle der
Wechselspannug führt zu finden, oder?
Bitte helft mir!!!
Die Polaritäten für elektrischen Strom sind ursprünglich willkürlich mit
+ und - festgelegt worden, ohne zu verstehen was da wirklich vor sich
geht. Als man dann herausfand, dass die negativ geladenen Elektronen von
- (Elektronenüberschuss) nach + (Elektronenmangel) wandern, war es
einfach schon zu spät um das ganze noch zu ändern.
Also kann ich da keinen Bezug aufbauen und ignoriere einfach die
Tatsache und sage damit auch, dass die Elektronen von Plus nach Minus
strömen?! In allen Zeichnungen ist allerdings der "richtige"
Elektronenfluss und die Stromrichtung von Plus nach Minus eingezeichnet.
Symbolisiert das also die Waheit und, wie man die Röhrendiode handhabt?!
In der Anfangszeit der Elektrizitätslehre versuchte man, den
Stromtransport zu verstehen und entdeckte u.a. auch den
Materialtransport bei der Elektrolyse. Hierbei geht die positiv geladene
Elektrode in Lösung und wird an der negativ geladenen dann abgeschieden.
Fälschlicherweise folgerte man daraus, dass der Stromfluss in derselben
Richtung erfolge.
Leider ist dem nicht so, denn die positiv geladenen Metallionen bewegen
sich bei der Elektrolyse entgegengesetzt zu den negativ geladenen
Elektronen.
Dummerweise hat sich diese Definition des Stromflusses vom Plus- zum
Minuspol bis in die heutige Zeit erhalten und ist auch nicht einfach
mehr korrigierbar. Zur Abgrenzung gibt es daher die Begriffe der
technischen (plus nach minus) und der physikalischen (= Elektronenfluss)
Stromrichtung.
LH schrieb:> Also kann ich da keinen Bezug aufbauen und ignoriere einfach die> Tatsache und sage damit auch, dass die Elektronen von Plus nach Minus> strömen?!
Nein, das ist falsch.
> In allen Zeichnungen ist allerdings der "richtige"> Elektronenfluss und die Stromrichtung von Plus nach Minus eingezeichnet.> Symbolisiert das also die Waheit und, wie man die Röhrendiode handhabt?!
Nein, die Elektronenröhre ist DAS anschaulichste Experiment
schlechthin, mit dem man den historischen Fehler nachweisen kann.
Und wie mache ich dann Stromkreise mit technischer Stromrichtung und
Röhrendioden? Dann dürfte doch auch dieses Experiment nicht
funktionieren: Die Anode einer LED wird mit einem Vorwiderstand an den
Pluspol einer Batterie angeschlossen. Die Kathode der LED wird an die
Anode der Röhre angeschlossen. Die Kathode der Röhrendiode an minus.
Wenn die Heizung nun angeschlossen wird, beginnt die LED zu leuchten.
LH schrieb:> Ja, aber was ist dann richtig?
Beides.
In der Elektrotechnik akzeptiert man eben den historischen Fehler und
tut so, als fließe der Strom vom Pluspol zum Minuspol. Sämtliche
Richtungspfeile zeigen die technische Stromrichtung an.
In der Physik hingegen betrachtet man die Richtung des
Ladungstransports, d.h. bei Elektronen von Minus nach Plus, bei
Metallionen von Plus nach Minus, bei Löchern(*) von Plus nach Minus,
usw..
Ja, Du hast richtig gelesen. Auch Löcher in Kristallgittern können
Ladung transportieren. Ein Loch ist ein Platz, an dem ein Elektron
fehlt. Und damit besitzt es eine positive Ladung. Wenn ein Loch wandert,
bedeutet das, dass es durch Elektronen in der Gegenrichtung aufgefüllt
wird. Solche Löcher gibt es z.B. in Halbleitern. Dort bringt man in
ansonsten perfekte Einkristalle (z.B. aus Silizium) gezielt Fremdatome
ein, die ein Elektron mehr (z.B. Phosphor oder Arsen) oder weniger (Bor,
Aluminium oder Gallium) als Silizium haben.
Meiner Meinung nach müsste die gleichgerichtete Spannung wie im Anhang
aussehen, weil die negative Halbwelle abgeschnitten wird.
Bei einer Halbleiterdiode würde noch der Bereich der Schwellspannung
abgezogen werden müssen.
Eine Röhrendiode kennt dagegen keine Schwellspannung, im Gegenteil, es
fließt immer ein schwacher (Elektroden-) Strom.
Hai!
LH schrieb:> Also kann ich da keinen Bezug aufbauen und ignoriere> einfach die Tatsache und sage damit auch, dass die> Elektronen von Plus nach Minus strömen?!
Nein! Nein. Keinesfalls!
Elektronen sind negativ geladen, und da sich Gegensätze anziehen,
quellen die physikalisch realen Elektronen aus dem Minuspol heraus
(weil sie dort wegwollen) und bewegen sich zum Pluspol hin (weil
sich von diesem angezogen werden).
Die physikalische Stromrichtung (für negative Ladungsträger, also
z.B. Elektronen) ist von Minus nach Plus.
Die physikalische Stromrichtung für positive Ladungsträger (z.B.
positiv geladene Ionen) ist natürlich von Plus nach Minus.
Es ist daher nicht ganz korrekt, einfach von der "physikalischen
Stromrichtung" zu sprechen. Man müsste in Langform sagen: "die
physikalische Stromrichtung der Elektronen", aber das lässt man
aus Gründen der Faulheit meistens weg, wenn ohnehin klar ist, dass
es um die Elektronen geht.
(Die Sache mit der Stromrichtung ist übrigens nicht nur eine
abstrakte Vorstellung, das ist tatsächlich so. Wenn Du
normales Kochsalz in Wasser auflöst, zwei Drähte hineinhängst
und Gleichspannung anlegst, dann bewegen sich die positiven
Na+-Ionen tatsächlich zum Minuspol und die negativen Cl- zum
Pluspol. --> Elektrolyse.)
> In allen Zeichnungen ist allerdings der "richtige"> Elektronenfluss und die Stromrichtung von Plus nach> Minus eingezeichnet.
Ich verstehe nicht, was Du mit diesem Satz meinst.
Ich will es so erklären: Es ist im Prinzip egal, ob man sagt
"Ich gebe Dir 10 Euro" oder "Du machst 10 Euro Schulden bei
mir". Das ist von der Wirkung her genau dasselbe, denn ich habe
hinterher 10 Euro weniger, und Du hast 10 Euro mehr.
Wenn man sagt "Ich gebe Dir 10 Euro" dann hat man die Vorstellung,
dass +10 Euro von mir zu Dir fließen. Man betrachtet, wie sich das
"positive" Geld bewegt.
Sagt man aber "Du machst 10 Euro Schulden bei mir", dann bedeutet
das: Es fließen -10 Euro (!!) von Dir zu mir. Man betrachtet, wie
sich das "negative" Geld (=Schulden) bewegen.
Die "technische Stromrichtung" ist einfach eine Denkfaulheit der
Elektrotechniker. Man stellt sich halt "irgendwelche" Dinger vor,
die von Plus nach Minus fließen - und diese Dinger müssen dann
natürlich positiv geladen sein, da sie sonst nicht in diese
Richtung fließen würden.
Mein Vater pflegt immer von "den Strömlingen" zu reden. Die
Plus-Strömlinge kommen aus dem Pluspol der Batterie und fließen
durch die Schaltung zum Minuspol. Die Minus-Strömlinge bewegen
sich genau entgegengesetzt. Ganz einfach :-)
Gruß,
Rainer
Ahh, ich glaube ich habs jetzt. Wenn man z.b. die beiden Pole einet
Batterie verbindet, fließen gleichzeitig positiv geladene Elektronen zum
Minuspol und negativ geladene Elektronen zum Pluspol?!
LH schrieb:> Ahh, ich glaube ich habs jetzt. Wenn man z.b. die beiden Pole einet> Batterie verbindet, fließen gleichzeitig positiv geladene Elektronen zum> Minuspol und negativ geladene Elektronen zum Pluspol?!
NEIN. Es fließen nur negativ geladenen Elektronen vom Minuspol zum
Pluspol. Innerhalb der Batterie gibt es jedoch verschiedenen chemische
Reaktionen, bei denen u.a. auch positiv geladene Ionen transportiert
werden.
Nachtrag: Positiv geladene Elektronen heißen Positronen, haben aber in
der irdischen Elektrotechnik nichts verloren.
Aber wie funktioniert dann bitte mein LED-Beispiel?!
Durch die LED, die ja auch eine Diode ist, fließt der Strom doch nicht
in Sperrrichtung zum Pluspol?!
Oh mann, ich checks einfach nich :-(
Erst verstehen wie eine Batterie funktioniert.
Dann der Widerstand.
Dann die Elektronenröhre.
dann eine normale Diode
Dann ein Transistor
und dann nach einer LED fragen.
Joe schrieb:> Erst verstehen wie eine Batterie funktioniert.
Bloß nicht! Eine Batterie ist äußerst schwierig zu verstehen.
Lieber eine allgemeine Spannungsquelle nehmen.
Wisst ihr was, ich glaube, dassdas hier zu nichts führt, da wir
irgendwie aneinander vorbeireden. Offensichtlich habt ihr mehr Wissen
bei diesem Thema. Ich lass mir das die Tage mal von jemand Anderem
erklähren. Schade eigentlich...
Der Mensch bezeichnet Sachen mit Begriffen.
Zum Beispiel ein Hund, eine Katze beides sind Tiere.
In historischen Zeiten jemand hat ein komisches Verhalten bemerkt. Das
hat es Strom genannt.
Die Stromrichtung hat der Mensch von Plus nach Minus festgelegt, weil
er eine Bewegung in dieser Richtung vermutete. Das ist die Technische
Stromrichtung die Bewegung von "positiven Ladungsträgern".
Die Elektronen sind "negative Ladungsträger" und diese bewegen sich von
minus nach Plus. Diese Elektronen wurden erst viel später entdeckt, und
können sich in elektrischen Leitern (Metallen) bewegen.
Diese Betrachtungsweisen sind Modelle, Vereinfachungen um Verhalten zu
erklären.
Nicht so schnell aufgeben, deine Vorstellung vom Elektronenfluß
im Eröffnungspost ist völlig richtig. Alles was dem scheinbar
widerspricht, hat mit der veralteten Vorstellung eines Stromflusses
von Plus nach Minus zu tun, die hauptsächlich aus der Galvanik kommt.
Da wandern Metallionen (positiv geladen) von Plus nach Minus, was zu der
Vorstellung geführt hat, das die Wanderungsrichtung positiver Ionen der
Stromrichtung entspricht. Hat sich als verkehrt rausgestellt.
Nicht aufgeben, da haben große Geister dran geforscht. :-)
Ja, mir is schon klar, dass man mittlerweile weiß, dass die
Stromrichtung anders ist. Aber das kann doch gar nicht richtig sein, da
die Pfeile in zwei verschiedene Richtungen gehen.
Dennoch komme ich.einfach nicht dahinter.
Lass doch die dämlichen Pfeile!
Auch der Blitz kommt nicht vom Himmel zur Erde.
Sondern gerade umgekehrt von unten nach oben. Auch wenn das nicht für
Oma Müller so aussieht.
LH schrieb:> da> die Pfeile in zwei verschiedene Richtungen
Das sind zwei verschiedene Modelle einmal der Elektronenfluss und das
andere mal die Bewegung der "positiven Ladungsträger" mit den Pfeilen
bei Dioden , Transistoren .
LH schrieb:> Ja, mir is schon klar, dass man mittlerweile weiß, dass die> Stromrichtung anders ist. Aber das kann doch gar nicht richtig sein, da> die Pfeile in zwei verschiedene Richtungen gehen.> Dennoch komme ich.einfach nicht dahinter.
Beim Transistor und der Diode gehen sie in die gleiche Richtung.
Denke dir den Stromfluss von "oben" nach "unten" in Pfeilrichtung, dann
passts bei der Diode und beim BC337 auch.
Bei der Diode bricht die Spitze mit dem Strom einfach durch, "sieht der
Strom" den Balken der Diode dann stoppt er.
Kurt
Bei sehr alten Schaltplänen mit PNP-Germaniumtransistoren sind in den
Schaltplänen oft Plus und Minus vertauscht, d.h. Plus ist Masse und
Minus die Versorgungsspannung.
LH schrieb:> Aber wie funktioniert dann bitte mein LED-Beispiel?!> Durch die LED, die ja auch eine Diode ist, fließt der Strom doch nicht> in Sperrrichtung zum Pluspol?!
Die Elektronen schon. Durchlass- und Sperrichtung beziehen sich aber auf
die technische Richtung - welche eben genau anders herum ist.
LH schrieb:> Aber das kann doch gar nicht richtig sein, da> die Pfeile in zwei verschiedene Richtungen gehen.
Als Elektroniker benutzt Du aber nur die eine Richtung, nämlich die von
plus zu minus. Allerdings mit dem Wissen, dass die Elektronen eigentlich
entgegengesetzt fliessen.
Und auch wenn man einige Vorgänge, wie z.B. bei der Röhre, nur mit der
Flussbewegung der Elektronen erklären kann, verwendet man anschliessend
wieder die andere Richtung.
Der Pfeil bei einer Halbleiterdiode hat auch nichts mit der
Stromrichtung zu tun, sondern einfach mit dem mechanischen Aufbau der
ersten Spitzendioden, bei welchen eine Spitze (der Pfeil) auf ein
Germaniumplättchen (der Strich) drückte. Für die technische
Stromrichtung ist er nur eine nette Eselsbrücke, welche dann allerdings
bei den Transistoren weiter verwendet wurde.
Gruß
Jobst
Mir hat mans damals mit der Wanderung der "Löcher" erklärt. :)
Die Elektronen wandern im Leiter von der Kathode weg, wodurch dort
Löcher (positive Ladungsträger) entstehen, zur Anode, da füllen sie
Löcher auf.
So sieht man den Löcherstrom von Plus nach Minus, und den
Elektronenstrom dagegen von Minus nach Plus - gleichzeitig im selben
Leiter, und alle sind glücklich. :)
batman schrieb:> Mir hat mans damals mit der Wanderung der "Löcher" erklärt. :)
Wie erklärt man bei der Röhre denn die Wanderung von Löchern im Vacuum
anschaulich? :-D
Gruß
Jobst
Wenn der Threaderöffner schon extreme Probleme (Begriffsstutzigkeit und
Lernresistenz) im Verständnis von Plus und Minus hat, sollte er sich
vielleicht doch ein anderes Hobby suchen. Oder in der Schule besser
aufpassen und den Lehrer nerven ;)
Hallo Dirk J,
ich glaub die Ignoranz leigt bei Dir.
Ich hatte GENAU dieselben Verständnisprobleme
bei der Erklärung der Stromrichtung in der Schule.
Mein Tip: vergiss was physikalisch passiert,
ob es sich um Elektronenleitung handelt, oder Ionenleitung
oder Löcherleitung.
Elektroingenieure tun immer so als bestünde ein elektischer Strom
aus positiv geladenen Teilchen, die von PLUS
nach MINUS fliessen. Die Batterie/Generator "sammelt" sie an
MINUS auf und pumpt sie wieder nach PLUS.
Dieser Formalismus ist sehr praktisch und funktioniert
mit Elektronenröhren, LEDS, Widerständen.
Was da im Detail wirklich fliesst .. interessiert eigentlich
garnicht.
Probier es aus, ist zunächst ungewohnt, aber dann merkt man dass es
wunderbar klappt.
Ein Loch ist ein Elekton was fehlt.
Wenn man sagt "Ein Loch wandert" dass bedeutet dass
"Die Fehlstelle wandert"
Fehlstellen sind Atome im Kristallgitter die ein
Elektron auf der Aussenschale weniger haben als Silizium.
Somit fehlt ein Elektron um die Schale vollzumachen (remember Chemie:
8 Elekonen auf der Aussenschale und alle sind glücklich)
Dieses fehlende Elektron kann z.B. von einem Nachbaratom
bereitgestellt werden. Wo es dann seinerseits fehlt.
Die Fehlstelle kann also wandern, das "Ergänzungselektron" springt
von Fehlstelle zu Fehlstelle unter dem Einfluss eines
elektrischen Feldes.
