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Erfahrener Benutzer
Robotik Einstein
Hallo,
Wasser eignet sich sehr gut, um Strom zu erklären und zu verstehen. Einen elektrischen Stromkreis kann man mit einem Wasserkreislauf vergleichen.
Aus dem Draht wird ein Rohr, die Batterie wird durch eine Pumpe ersetzt und als Widerstand gibt es einen Wasserhahn.
Ist die Pumpe aktiv, entsteht auf einer Seite ein Überdruck, auf der anderen ein Unterdruck. Das entspricht dem Elektronen-Überschuß und Elektronen-Mangel, also der elektrischen Spannung, wie sie z.B. in einer Batterie auf chemischem Wege erzeugt wird.
Ist der Wasserhahn zugedreht, also ganz hochohmig, als wenn kein Verbraucher angeschlossen wäre, dann kann kein Wasser fließen.
Wird der Wasserhahn aufgedreht, versucht sich der Überdruck durch Wasser-Fluß / -Bewegung zur Unterdruckseite auszugleichen. Die Pumpe hält den Druckunterschied aufrecht, so wie die Batterie die Spannung, aufrecht hält, bis sie leer ist.
Leer ist eine Batterie dann, wenn der Innenwiderstand durch Ablagerungen an der Anode so groß geworden ist, daß bei Anschluß einer Last und dem daraus resultierenden Stromfluß fast die gesamte Spannung am Innenwiderstand abfällt und somit an den Batterieklemmen so gut wie keine Spannung mehr ankommt.
Würde an der Wasserpumpe das Antriebsrad durch einen Hebel ersetzt und ständig hin und her bewegt, so wäre im Rhytmus der Hebelbewegung der Überdruck mal auf der einen Seite, dann wieder auf der anderen. Auch der Wasserfluß würde entsprechend dem Überdruck mal in die eine Richtung und dann wieder in die andere Richtung fließen. Das würde der Wechselspannung entsprechen.
Was wird nun eigentlich verbraucht ?
Die Spannung ist die treibende Kraft; ohne Spannung gibt es keinen Stromfluß, ohne Widerstand / Verbraucher auch nicht.
Eine Spannungsquelle erzeugt an einem Pol einen Elektronen-Überschuß und am anderen Pol Elektronen-Mangel, so wie die Wasserpumpe. Dazu gibt es mehrere Methoden:
1. durch magnetische Feldlinien, in denen ein elektrischer Leiter bewegt wird, wie z.B. beim Generator
2. durch chemische Prozesse, wie z.B. in der Batterie oder im Akku
3. durch Lichtquanten, wie z.B. bei den Solarzellen
4. Schall - Piezo / Kälte - Peltier / ....
Bei Anschluß einer Last an eine Spannungsquelle entsteht zum Ausgleich von der Seite mit Elektronen-Überschuß zur Seite mit Elektronen-Mangel ein Elektronenfluß = Stromfluß. Die Elektronen müssen durch die Anschlußleitung und den Verbraucher.
Ist der Verbraucher ein dünner Draht aus bestimmtem Material, durch den die Elektronen gezwängt werden, entsteht dort viel Reibung zwischen den Elektronen untereinander und an der 'Außenhaut' des Leiters; es wird dort warm bis heiß. Elektronenfluß kann also in Wärme und Hitze umgewandelt werden.
Ist der Draht so dünn, daß er weiß-glühend wird, entsteht durch den Elektronenfluß Licht. Elektrische Energie kann also auch in Lich-Energie umgewandelt werden.
Wenn der Draht jedoch normal ist, aber in vielen Windungen aufgewickelt wird, dann wird es in diesem Draht zwar auch noch leicht warm, aber es wird eine andere Eigenschaft des Stroms ausgenutzt: jeder stromdurchflossene Leiter ist von einem Magnetfeld umgeben. Magnetfelder mehrerer Windungen addieren sich.
Die Elektronenbewegung kann somit in magnetische Energie umgewandelt werden.
Und die magnetische Energie kann auf geeignete Weise in Bewegung, meistens in Rotation (Motor), also insgesamt in mechanische Energie umgewandelt werden.
Jetzt könnte mit der Rotation wieder der Generator angetrieben werden, wenn, ja wenn da nicht Reibungs-, Wärme- und andere Verluste wären.
Die Elektronen sind also nur der Energie-Träger, Transporteure und keine Teilchen, die verbraucht werden so wie Kohle oder Brikett.
Es können also verschiedene Energieformen in elektrische Energie umgewandelt, als Elektronen einfach über elektrische Leiter transportiert und dann wieder in eine andere Energieform umgewandelt werden.
Ein Kraftwerk (Kohle, Wasser, Atom, Solar, ...) wandelt Energie in Strom, der wird über Leitungen transportiert und zu Hause in Licht, Wärme, mechanische Energie, ... umgewandelt.
Am häufigsten wird mechanische Energie über magnetische Energie in elektrische Energie umgewandelt.
Das erfolgt über Generatoren, die Drehstrom erzeugen und über Lichtmaschinen, die aber durch integrierte Dioden Gleichspannung zu Verfügung stellen.
Ferner wird in Batterien chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt, woraus Gleichspannung entsteht.
Zukunftsträchtig die Solarplatten, die aus Sonnen-Energie elektrische Energie erzeugen, ebenfalls Gleichspannung.
Es ist alles eine reine Energie-Umwandlung. Energie kann nicht verloren gehen, sie kann nur umgewandelt werden.
Jetzt noch was zum Nachdenken:
Wenn keine Energie verloren gehen kann und meine Gedanken winzige Gehirnströme sind (was ja eine Form von Energie ist), dann müßten meine Ideen ja ewig erhalten bleiben, wenn auch in einer anderen Energie-Form 
Es sei denn, sie geraten in einem Umwandlungsprozeß zu elektrischer Energie, womit ich bei mir eine Lampe einschalte ..... Jetzt geht mir ein Licht auf !
Jetz hab ich erst mal Pause
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