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Es gibt keine Elektrostatik !

 
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Denker



Anmeldedatum: 11.03.2008
Beiträge: 519
Wohnort: Bayern 91

BeitragVerfasst am: Sa Mai 11, 2013 9:11 pm    Titel: Es gibt keine Elektrostatik ! Antworten mit Zitat

Ständig wird unterschieden zwischen Elektrodynamisch und Elektrostatisch. Der einzige Unterschied ist aber nur die Art mit welcher die Spannung erzeugt wird - Elektrodynamisch durch die Lorentzkraft http://de.wikipedia.org/wiki/Lorentzkraft, und Elektrostatisch durch Influenz http://de.wikipedia.org/wiki/Influenz oder Triboelektrisch http://de.wikipedia.org/wiki/Ber%C3%BChrungselektrizit%C3%A4t

In Beiden Fällen sind aber IMMER Elektronen in Bewegung ! also dynamisch. Warum spricht man trotzdem von Elektro-statisch Rolling Eyes

Auf Antworten bin ich mal gespannt
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Die Frage ist nicht ob es funktioniert, sondern wie !
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Artur_X



Anmeldedatum: 18.05.2010
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BeitragVerfasst am: Mo Mai 20, 2013 9:34 am    Titel: Antworten mit Zitat

Nun, die Begriffe stammen halt aus einer Zeit, in der man das noch nicht wusste. Trotzdem ist die Unterscheidung auch heute noch sinnvoll: Elektrostatik ist das, wovon der Elektrotechniker keine Ahnung hat, weil er meint, das diene zur Belustigung der Mittelstufe und habe keinen eigentlichen Zweck.

Wilhelm Reich meinte ja, eine neue Energieform gefunden zu haben. Er hatte einen Elektrotechniker gefragt, ob er das Phänomen erklären könne und dieser verneinte. Unser Swaa war damals der Ansicht, der Techniker habe von der E-Statik eben, wie heute auch, keine Ahnung gehabt. Da ist was dran.

Dasselbe mit der Stromrichtung: die ist der Elektronenbewegung genau entgegen gesetzt. Kommt von Michael Faraday, der eben nichts von Elektronen wusste. Da hatte er zwei Möglichkeiten, die Stromrichtung festzulegen und er hat eben genau die falsche gewählt. Was wir jetzt nicht mehr korrigieren können, weil sonst alle Schaltpläne umgeschrieben werden müssen.

Wenn man es genau so erklären würde, könnten es die Schüler mühelos verstehen. Aber man sagt ihnen, die Elektronen fließen so und da ist es doch klar und selbstverständlich, dass die technische Stromrichtung genau entgegen gesetzt ist. Das ist unnötig irritierend.
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Artur_X



Anmeldedatum: 18.05.2010
Beiträge: 191
Wohnort: Mannheim

BeitragVerfasst am: Sa Jun 01, 2013 10:40 am    Titel: Antworten mit Zitat

Habe nun in diesem Zusammenhang den Wikipedia-Eintrag von "Bandgeneratoren" gelesen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Van-de-Graaff-Generator


Zitat:
Die Ladung wandert dann infolge der Feldkräfte an die Oberfläche der Kugel und wird nicht durch das zurücklaufende Band wieder nach außen transportiert.


Das Innere der Kugel nämlich ist feldfrei, erstaunlicherweise wandert die Ladung vom Mittelpunkt der Kugel (spannungsfrei) auf die Außenfläche der Kugel, wo sich die Spannung aufbaut. Das ist erstaunlich: wenn wir einen geladenen Kondensator noch mehr aufladen wollen, müssen wir eine Spannung anlegen, die größer ist, als die Kondensatorspannung. Hier nicht, wir können mit beliebig geringer Spannung die Kugel auf beliebige Spannungen bringen.

Nun weiß Wikipedia, dass da gleich wieder einige den Energiesatz wackeln sehen und erklärt:

Zitat:
Das gelingt, indem beim Drehen mechanische Arbeit gegen die elektrostatische Anziehungskraft verrichtet wird, die zwischen der Ladung und Erdpotential besteht: die Abstandsänderung führt zu steigender Spannung auf dem Band und die Ladung kann als elektrische Feldenergie in der oberen Kugel deponiert werden


Also die Arbeit wurde schon vorher entrichtet beim Entfernen der Ladung von der Erde. Ja, aber da ist ein elektrisches Feld zwischen Erde und Ladung und das ließe sich ja abschirmen. Wie retten wir den Energiesatz an dieser Stelle?

Was ich trotz Nachdenken nie verstehe: die Elektronen wandern alle an die Oberfläche, die Innenseite meiden sie und so entsteht eine Abschirmung des Inneren, sodass dieses feldfrei ist. Stimmt ja und lässt sich per Messung bestimmen. Was aber bewegt die Elektronen zu diesem Verhalten? Wir wissen, dass sie sich abstoßen und da sollten sie bestrebt sein, den Abstand zu den Nachbarn zu maximieren. Dazu müssten sich die Elektronen einfach gleichmäßig auf des gesamte Material verteilen. Das tun sie offensichtlich nicht. Warum eigentlich?
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Denker



Anmeldedatum: 11.03.2008
Beiträge: 519
Wohnort: Bayern 91

BeitragVerfasst am: Sa Jun 01, 2013 1:34 pm    Titel: Antworten mit Zitat

@Artur_X
Zitat:
Was ich trotz Nachdenken nie verstehe: die Elektronen wandern alle an die Oberfläche, die Innenseite meiden sie und so entsteht eine Abschirmung des Inneren, sodass dieses feldfrei ist. Stimmt ja und lässt sich per Messung bestimmen. Was aber bewegt die Elektronen zu diesem Verhalten? Wir wissen, dass sie sich abstoßen und da sollten sie bestrebt sein, den Abstand zu den Nachbarn zu maximieren. Dazu müssten sich die Elektronen einfach gleichmäßig auf des gesamte Material verteilen. Das tun sie offensichtlich nicht. Warum eigentlich?

Das lässt sich besser verstehen, wenn du dir die Metallkugel des Bandgenerators aus einem dickeren Metall vorstellst Wink Dann siehst du das sich die Elektronen nach innen in die Metallkugel annähern... ! nach aussen hin veringert sich der Abstand der einzelnen Elektronen.

LG
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Artur_X



Anmeldedatum: 18.05.2010
Beiträge: 191
Wohnort: Mannheim

BeitragVerfasst am: Sa Jun 01, 2013 9:21 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Denker hat Folgendes geschrieben:
@Artur_X
Zitat:
Was ich trotz Nachdenken nie verstehe: die Elektronen wandern alle an die Oberfläche, die Innenseite meiden sie und so entsteht eine Abschirmung des Inneren, sodass dieses feldfrei ist. Stimmt ja und lässt sich per Messung bestimmen. Was aber bewegt die Elektronen zu diesem Verhalten? Wir wissen, dass sie sich abstoßen und da sollten sie bestrebt sein, den Abstand zu den Nachbarn zu maximieren. Dazu müssten sich die Elektronen einfach gleichmäßig auf des gesamte Material verteilen. Das tun sie offensichtlich nicht. Warum eigentlich?

Das lässt sich besser verstehen, wenn du dir die Metallkugel des Bandgenerators aus einem dickeren Metall vorstellst ;) Dann siehst du das sich die Elektronen nach innen in die Metallkugel annähern... ! nach aussen hin veringert sich der Abstand der einzelnen Elektronen.

LG


Na ja, so halb. Aber es ist wie verflixt: da denkt man Tage darüber nach und kommt auf kein Ergebnis. Dann fragt man im Forum, und es fällt einem ein.

Nehmen wir an, es säßen tatsächlich alle Elektronen auf dem äußersten Rand der Kugel. Jetzt nehmen wir den Mittelpunkt der Kugel als Nullpunkt eines Koordinatensystems und nehmen ein bestimmtes Elektron, das die xyz-Koordinaten (1,0,0) hat. Der Radius der Kugel ist also 1.

Nun wissen wir eins ganz sicher: alle anderen Elektronen haben X-Koordinaten, die kleiner als 1 sind. Das heißt, alle anderen Elektronen schieben das besagte Elektron in x-Richtung. Zumindest, wenn dieser Zustand erreicht ist, dass alle Elektronen ganz außen sitzen, ist er dann auch stabil.
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Sowasaberauch



Anmeldedatum: 09.04.2008
Beiträge: 833

BeitragVerfasst am: So Aug 18, 2013 10:16 pm    Titel: Antworten mit Zitat

War ja schon länger nicht mehr hier. Hab aber gerade diesen Thread das erste Mal gelesen.

Das Prinzip kann man sich ganz einfach so vorstellen.
Wenn man einen Block aus Metall hat (ein Leiter). So ist das innere des Blockes immer Feldfrei (es sei denn man legt von aussen Spannung an). Denn wenn das nicht so wäre, dann würden sich die Elektronen ja in diesem Feld bewegen und es so sofort neutralisieren.
Wenn ich nun ein Loch (eine Blase) im Metall habe, so ist das innere der Blase dann logischerweise auch feldfrei, denn das Metall drumrum ist ja feldfrei.

Zitat:
Ja, aber da ist ein elektrisches Feld zwischen Erde und Ladung und das ließe sich ja abschirmen. Wie retten wir den Energiesatz an dieser Stelle?


Wie willst Du das Feld denn abschirmen? Das Prinzip ist einfach, wenn die Kugel eine höhere Spannung hat als die Erde, dann muss zwischen Kugel und Erde eben ein Potentialfeld dieser Grösse sein. Anders geht es nicht. Und wenn Du eine Ladung in diesem Feld entgegen der Feldkraft bewegen musst, dann kostet dich das eben genausoviel Arbeit, wie du dann durch die Erhöhung der Ladung der Kugel erreichst.

Die Sachen mit den Faraday-Töpfen sind z.T. schon etwas tricky. Ich empfehle da die Originalberichte von Faraday dazu anzusehen.
Er hat sich da interessante Fragen gestellt und auch interessante Experimentze gemacht.
Also Fragen wir Mal:
1) Gibt es eine Möglichkeit, wenn man sich im Innern eines Bechers befindet, herauszufinden, ob, und falls ja, wie stark der Becher geladen ist?

2) Becher und Ladung sind so geladen, dass die Ladung Aussen am Becher angezogen wird. Wird dieselbe Ladung auch im Innern des Bechers angezogen werden? Wieso? Ev. nur unter welchen Voraussetzungen? Falls, ja, gleich Stark?

3) Wenn ich eine Ladung im Innern durch Berührung mit dem Becher "entlade", kann man das von Aussen "sehen/wahrnehmen"?

4) Wenn ich im Innern des Bechers eine Ladung habe, kann man dann von Aussen "sehen", wo sich diese Ladung im Innern befindet? Das ist übrigens die gleiche Fragestellung wie: Wenn ich die Ladung im Innern bewege, kann man das von Aussen "sehen"?

na, was glaubt Ihr?
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Sowasaberauch



Anmeldedatum: 09.04.2008
Beiträge: 833

BeitragVerfasst am: So Feb 16, 2014 3:22 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Hab ganz vergessen die Antworten dazu zu schreiben:

Zitat:
1) Gibt es eine Möglichkeit, wenn man sich im Innern eines Bechers befindet, herauszufinden, ob, und falls ja, wie stark der Becher geladen ist?


Nein

Zitat:
2) Becher und Ladung sind so geladen, dass die Ladung Aussen am Becher angezogen wird. Wird dieselbe Ladung auch im Innern des Bechers angezogen werden? Wieso? Ev. nur unter welchen Voraussetzungen? Falls, ja, gleich Stark?


Im Inneren wird die Ladung nur durch Influenzkräfte immer angezogen. Von Aussen wird die Ladung gemäss Summe von Influenz- und Coulomb-Kräften angezogen oder auch abgestossen.


Zitat:
3) Wenn ich eine Ladung im Innern durch Berührung mit dem Becher "entlade", kann man das von Aussen "sehen/wahrnehmen"?


Nein

Zitat:
4) Wenn ich im Innern des Bechers eine Ladung habe, kann man dann von Aussen "sehen", wo sich diese Ladung im Innern befindet? Das ist übrigens die gleiche Fragestellung wie: Wenn ich die Ladung im Innern bewege, kann man das von Aussen "sehen"?


Von Aussen sieht es immer so aus, also ob sich die Ladung auf der Oberfläche befinden würde, völlig egal, wo die Ladung sich im Inneren befindet.
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