Hallo, ich weiß nicht, ob ich mit meiner Frage im richtigen Forum bin.
Vermutlich bin ich es nicht, ich weiß allerdings, dass es hier ein paar
Experten gibt, die sich mit dem Thema auskennen.
In einem Lehrbuch steht geschrieben, dass eine positive Ladung in einem
Kondensator gegen die konstante Feldkraft transportiert wird.
Zu meiner Frage: Ich kenne den Begriff Ladung nur in Zusammenhang mit
einem Körper, der positiv, negariv oder gar nicht geladen sein kann.
Positiv geladen ist ein Körper, wenn ein Elektronenmangel vorliegt. Was
meint man aber damit, wenn man von positiver Ladung spricht, die bewegt
wird?
Danke!
Edit
Auf Anraten von Udo muss ich mein Post näher ausführen.
In einem Physiklehrbuch (Dorn, Bader, Westermann-Verlag) steht
folgendes:
Wird in einem Kondensator eine positive Ladung q von der unteren zur
oberen Platte gegen die konstante Feldkraft transportiert, so muss
entlang des Transportweges d den Ladungsträgern die Energie W zugeführt
werden. Siehe Bildanhang
Torben S. schrieb:> In einem Lehrbuch steht geschrieben, dass eine positive Ladung in einem> Kondensator gegen die konstante Feldkraft transportiert wird.
Ein vollständiges korrektes Zitat incl. Kontext würde helfen dein
Problem zu klären.
Ich habe meinen ursprünglichen Post editiert und den Kontext angegeben.
Kann es sein, dass man einen Ladungsträger in Form eines Körpers
braucht, der den Elektronenmangel transportiert?
Entweder ein komplexeren Körper mit einem Elektronenmangel, oder ein
einzelnes Proton, oder Positron ...
Halt irgend ein "Ding", das nach außen sich als positive Ladung gibt.
Soweit ich das sehe ist das ein Gedankenexperiment.
Es wird eine Ladung entgegen des Feldes transportiert. Da auf die Ladung
die Kraft F wirkt und sie den Weg d transportiert wird, wird ihr die
Energie (=Arbeit) F*d zugeführt.
Das Feld wird durch einen räumlich ausgedehnten Plattenkondensator
erzeugt.
Wo (auf welchen Körper) diese Ladung jetzt gebunden ist ist erst mal für
die Energiebetrachtung unerheblich.
Genauso wie die Art der Ladung (positiv oder negativ)
In dem elektrischen Feld zeigen die roten Pfeile von Plus nach Minus.
Müssten die Pfeile nicht von Minus nach Plus zeigen, weil sich die
Elektronen von Minus nach Plus bewegen?
Man nimmt ein Stück Bernstein und eine Katze. Dann reibt man den
Bernstein an der Katze. Jetzt ist der Bernstein negativ geladen
(Bernstein altgriechisch Elektron) und die Katze ist positiv geladen.
Nun kann man die Katze als positive Ladung durch ein elektrisches Feld
laufen lassen ;-)
Danke! Die Katze ist also die positive Ladung. Ihr fehlen Elektronen.
Was mich aber noch etwas wundert: Wieso zeigen die elektrischen
Feldlinien von Plus nach Minus, die Elektronen aus dem Minus-Pol werden
doch von der positiven Ladung im Pluspol angezogen.
Torben S. schrieb:> Was meint man aber damit, wenn man von positiver Ladung spricht, die> bewegt wird?
Dann könnten es wohl Löcher (=Elektronenfehlstellen) sein, die dort
bewegt werden.
Torben S. schrieb:> Müssten die Pfeile nicht von Minus nach Plus zeigen, weil sich die> Elektronen von Minus nach Plus bewegen?
Jetzt löse dich doch mal von der "Pfeilrichtung" und der
"Stromrichtung".
Das ist nur eine Konvention. Die Pfeilrichtung wurde festgelegt als man
noch nicht wusste was Elektronen sind. Und Elektronen sind auch nur eine
Modellvorstellung.
Das ist beim Magnetfeld nicht anders. Da wurde auch nur willkürlich
festgelegt dass man die Feldlinien von Nord nach Südpol malt.
Torben S. schrieb:> In dem elektrischen Feld zeigen die roten Pfeile von Plus nach Minus.> Müssten die Pfeile nicht von Minus nach Plus zeigen, weil sich die> Elektronen von Minus nach Plus bewegen?
Es geht ja nicht um Elektronen (die negativ geladen sind). Es geht um
positive Ladungen, da ist die elektrostatische Kraft gerade
entgegengesetzt.
Da nicht jeder das angegebene Lehrbuch zur Hand hat (ich auch nicht),
schaue ich einfach mal in meine Kristallkugel und schließe messerscharf
anhand des Wortes "Schwerefeld" im beigefügten Bild, daß es sich wohl um
den Millikan-Versuch handelt. Mit dem Wissen könnte man viel
Spekuliererei vermeiden.
Gruß Klaus (der soundsovielte)
P.S. Sparsamkeit ist gerade schwer in Mode, erzeugt aber angewandt auf
eine Problembeschreibung jede Menge unnötige Energieverschwendung bei
der geneigten Leserschaft. Nicht immer ist weniger mehr.
Torben S. schrieb:> Wieso zeigen die elektrischen Feldlinien von Plus nach Minus
Weil das positiv geladene Teilchen in Richtung des Minuspols gezogen
wird und die Pfeile wohl die Kraftwirkung symbolisieren sollen.
Joe G. schrieb:> Nun kann man die Katze als positive Ladung durch ein> elektrisches Feld laufen lassen ;-)
Aber nur wenn die Katze das auch will! ;)
Danke für die hilfreichen Antworten.
Das mit den Feldlinien habe ich jetzt vielleicht verstanden. Sie zeigen
von Plus nach Minus, weil der Minuspol positive Ladungen anzieht. Hier
spricht man dann wohl von Anziehungskraft. Aber kann denn in einem
geschlossenen Stromkreis positive Ladungen über einen Leiter überhaupt
angezogen werden? Aus meinem Verständnis heraus ist eine positive Ladung
ein Mangel an Elektronen und ein solcher Mangel kann ja nicht angezogen
werden. Heißt das, dass man das Kondensatorbeispiel von oben nicht auf
den geschlossenen Stromkreis übertragen kann?
Torben S. schrieb:> Aus meinem Verständnis heraus ist eine positive Ladung> ein Mangel an Elektronen
Das gilt nicht allgemein. Elektronen sind negativ geladen, aber Ladung,
auch negative, existiert auch vollkommen unabhängig von Elektronen.
Torben S. schrieb:> Aus meinem Verständnis heraus ist eine positive Ladung> ein Mangel an Elektronen und ein solcher Mangel kann ja nicht angezogen> werden.
Das kann man manchmal so sehen. In dem Fall kann man es auch so sehen,
dass der Überschuss abgestoßen wird.
Torben S. schrieb:> Heißt das, dass man das Kondensatorbeispiel von oben nicht auf> den geschlossenen Stromkreis übertragen kann?
Nein. Wenn man die positive Platte positiver machen will, muss man
Energie aufwenden, also zum Beispiel eine Batterie anschließen.
Joe G. schrieb:> Man nimmt ein Stück Bernstein und eine Katze. Dann reibt man den> Bernstein an der Katze. Jetzt ist der Bernstein negativ geladen> (Bernstein altgriechisch Elektron) und die Katze ist positiv geladen.
Passt doch nicht, Katze heißt auf altgriechisch αἴλουρος!
Es wurde ja schon geschrieben:
Welche Ladungsart man als 'positiv' und welche als 'negativ' definiert
wurde zu einer Zeit festgelegt, als der Aufbau von Materie und Atomen
(Kern, bestehend aus Protonen und Neutronen und Hülle, bestehend aus
Elektronen) noch unbekannt waren.
Damals wurden festgelegt:
- technische Stromrichtung von Plus nach Minus,
- Richtung der Elektrischen Feldstärke (das sind die Pfeile, die Du
meinst) so, dass der Richtung der Kraft auf eine positive Ladung
entspricht.
Egal, ob die positive Ladung dadurch zustanden kommt, dass ein Teilchen
wirklich positive Ladung trägt oder ein zusammengesetzter Körper einen
Überschuss an solchen Teilchen gegenüber den negativ geladenen
Elektronen aufweist.
Ergänzung zum Thema positive Elementarladung:
Nach derzeitigen Kenntnisstand der Physik ist ein Positron tatsächlich
ein Elemtarteilchen mit einer positiven Elementarladung.
Das Proton allerdings nicht, es setzt sich aus drei Quarks zusammen:
zwei Up-Quarks mit jeweils +2/3e und einem Down-Quark mit -1/3e (wobei e
eine Elementarladung ist, ein Positron hat +1e, ein Elektron -1e).
https://de.wikipedia.org/wiki/Quark_(Physik)
Joe G. schrieb:> Man nimmt ein Stück Bernstein und eine Katze. Dann reibt man den> Bernstein an der Katze. Jetzt ist der Bernstein negativ geladen> (Bernstein altgriechisch Elektron) und die Katze ist positiv geladen.
das gilt nur solange bis die Zeitmaschine erfunden wurde.
https://xkcd.com/567/
> Aus meinem Verständnis heraus ist eine positive Ladung> ein Mangel an Elektronen
Wenn die Katze aus Antimaterie besteht, sieht das schon ganz anders aus:
Da äußert sich ein Mangel an Positronen als negative Ladung.
Εrnst B. schrieb:> das gilt nur solange bis die Zeitmaschine erfunden wurde.> https://xkcd.com/567/
Oder anders betrachtet: da das (in unserem Universum) gilt, wird
offenbar (in unserem Universum) auch nie eine Zeitmaschine erfunden
werden; oder das Ding wird für wichtigeres benötigt. ;)
M.A. S. schrieb:> zu einer Zeit festgelegt, als der Aufbau von Materie und Atomen> (Kern, bestehend aus Protonen und Neutronen und Hülle, bestehend aus> Elektronen) noch unbekannt waren
Die Festlegung wurde zu dieser Zeit nicht ganz beliebig gewählt: Man hat
beim Stromfluss durch leitende Flüssigkeiten gesehen, dass sich am
Pluspol das Leitermaterial (z.B. Kupfer) auflöst und am Minuspol
niederschlägt - aha, der Strom (was immer das sein mag) fließt also von
Plus nach Minus.
Und solange man keine Betrachtungen zur Halbleiterphysik betreibt (oder
Röhrenverstärker entwirft), kommt man auch als Ing. sehr gut mit dieser
Stromrichtung klar, dann stimmen wenigstens die Dioden- und
Transistorpfeile. Auch die theoretische ET betrachtet keine Elektronen
(die ja eine Singularität wären), nur Ladungsdichte oder -belag.
Martin H. schrieb:> Auch die theoretische ET betrachtet keine Elektronen (die ja eine> Singularität wären) ...
Bei dem Wort "Singularität" schüttelt sich die Heisenbergsche
Unschärferelation.
Martin H. schrieb:> Und solange man keine Betrachtungen zur Halbleiterphysik betreibt (oder> Röhrenverstärker entwirft), kommt man auch als Ing. sehr gut mit dieser> Stromrichtung klar, dann stimmen wenigstens die Dioden- und> Transistorpfeile.
Als Ingenieur kommt man sowieso immer damit klar, weil man einfach nur
mit dem Strom rechnet und sich (im Allgemeinen) keine Gedanken darüber
macht, was da genau wolang fließt.
Bei Halbleitern hat man ja sogar Ströme von Plus nach Minus,
Löcherströme nämlich (auch wenn diese in Wahrheit eigentlich das
Aufrücken von Elektronen in die Gegenrichtung sind).
Wie man als Röhrenschaltungsentwickler denkt, weiß ich allerdings nicht
aus eigener Erfahrung...
Joe G. schrieb:> Man nimmt ein Stück Bernstein und eine Katze. Dann reibt man den> Bernstein an der Katze.
Halten wir also fest: Katzen spielten bei der Betrachtung von Elektronen
von Anfang dieser Wissenschaft an bis mindestens zu Erwin Schrödinger
eine Rolle. :)
Das ist doch nur ein Gedankenexperiment in diesen Schulbüchern um zu
beschreiben welche elektrischen Kräfte wirken. Oft wird die Ladung da
auch als Punktladung bezeichnet. Das ist ein mathematisches Modell, das
es in Realität natürlich nicht gibt. Ein mathematischer Punkt ist auch
etwas anderes als ein Punkt auf dem Papier. Würde es sich in der
Beschreibung im Schulbuch bei der Ladung um ein reales Objekt handeln,
dann müsste zumindest auch eine Masse desselben angegeben werden.
Dadurch würden die Erklärungen für den Schüler schnell zu kompliziert,
wenn dann noch Massenträgheit und Gravitation zu berücksichtigen wäre.
Torben S. schrieb:> Zu meiner Frage: Ich kenne den Begriff Ladung nur in Zusammenhang mit> einem Körper,...
Ob du nun einen Körper dir vorstellst oder z.B. ein kleines Kügelchen
oder sonstwas, ist eigentlich egal. Wichtig ist, daß es eine
Grundeigenschaft der Materie ist, bei Elektronen zum Beispiel negativ,
bei Protonen (ebenfalls zum Beispiel) positiv. Wenn du dir einen Körper
vorstellst, der insgesamt eineelektrische Ladung zeigt, dann eben
verursacht von einem Mehr von einer Sorte Elemetarteilchen gegenüber
einem Weniger einer anderen Sorte von Elementarteilchen.
Und was den Absatz über das Bewegen eines geladenen Teilchens gegen ein
elektrisches Feld betrifft, so wird dir damit das Energiemaß
Elektronenvolt erklärt. Das ist die Arbeit, die man aufwenden muß, um
eine Ladung gegen ein Feld von 1 Volt zu bewegen.
Eigentlich wäre das alles, was es hier zu erklären gibt.
W.S.
W.S. schrieb:> Das ist die Arbeit, die man aufwenden muß, um eine Ladung gegen ein Feld> von 1 Volt zu bewegen.
Das ist die Arbeit, die man aufwenden muß, um die Ladung **eines
Elektrons** gegen ein Feld von 1 Volt zu bewegen.
Martin H. schrieb:> Das tut weh beim Hinschauen und erklärt auch nicht, warum die> Verlustleistung an der Anode auftritt.
:)
Wieso? Kennst Du sowas etwa nicht? Das ist ganz klar eine
Halbleiterröhre, aus der Anode treten hier Löcher ins Vakuum aus und
wandern zur Kathode...
:D
PS: Die Wirkung der Gitterspannung auf Löcher ist hier irgendwie
unlogisch.
;D
Man sollte sich fuer Elektrostatik und Elektrodynamik von den selbst
Ladungstraegern loesen. Die werden nicht benoetigt. Wie das nun genau
laeuft ist nur bei Roehren und Halbleitern wichtig. Es gibt so ganz
nebenbei positive Ladungen. Nur laesst man damit keine Elektrik und
Elektronik laufen. Die laesst man im Beschleuniger laufen.
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