Was ist eine negative Spannung?

[ruka]

Hallo,

mit Elektrik kenne ich mich einigermaßen aus.
Aber eine Sache verstehe ich bis heute überhaupt nicht, obwohl ich mir schon tausende Erklärungen eingeprügelt habe. Es will nicht in meinen Kopf. Was ist eine negative Spannung und was nützt sie mir?

Wir haben zwei Potentiale, die einen Unterschied von 10V zueinander haben. Eins davon ist die Masse. Somit liegen dort 0V. Nun können am anderen Potential entweder +10V oder -10V liegen. Wer bestimmt, dass es Plus oder Minus sind?


Elektronen sind negativ und Protonen positiv. Haben die dann zueinander eine Spannung, wenn sie sich gegenüberstehen?

Ist es bei Spannungsquellen immer so, dass beim Plus zu wenige Elektronen sind und beim Minus zu viele Elektronen? Wenn ja, dann heißt das doch, dass im geschlossenen Stromkreis die Elektronen von Minus nach Plus wandern. Aber wieso heißt es immer, dass der "Strom" von Plus nach Minus fließt?

Gibt es auch Spannungsquellen, die einen Protonenüberschuss haben?


Mal angenommen, wir haben einen einfachen Stromkreis mit einer Spannungsquelle und einer Leuchtdiode.
+2V an der Anode, 0V an der Kathode. Die LED leuchtet.

Ich drehe die LED um.
+2V an der Kathode, 0V an der Anode. Die LED leuchtet nicht.

Irgendwie erzeuge ich diese seltsamte negative Spannung.
-2V an der Kathode, 0V an der Anode. Leuchtet die LED nun? Wenn ja, warum? Weil der Strom andersherum fließt?


Mal ganz dumm gefragt:
Welche Vorteile hat man mit einer negativen Spannung? Eine Glühbirne leuchtet doch sicher auch mit negativer Spannung. Aber wenn ich eine elektrische Anlage statt mit +230V mit -230V betreibe, läuft die dann rückwärts? :lol:
Spaß beiseite, ist bei dieser elektrischen Anlage mit -230V irgendetwas anders? Muss ich Dioden und andere elektrische Bauteile umdrehen?

Ein Elektromotor, der mit +230V läuft... Funktioniert der auch mit -230V?


Ihr seht, dass in diesem Beitrag sehr viele Fragen sind. Ich verstehe einfach überhaupt nicht, was diese negative Spannung sein soll, wie sie funktioniert und ob sie überhaupt Vorteile bringt. Fließt der Strom dabei irgendwie in die andere Richtung?
Es soll wohl Geräte geben, die mit negativer Spannung arbeiten. Was nützt uns das?


Ich glaub mein Kopf platzt bei dem Thema. :lol:

 

[Pumukel]

Masse oder GND sind ein Bezugspotential ! Ob du nun den + Pol als Bezugspunkt nimmst , dann hast du eine negative Spannung oder den Minuspol als Bezugspunkt nimmst , dann hast du eine positive Spannung bestimmt die Festlegung der Spannung.
Nun zum Verständnis früher hat man angenommen das am + Pol ein Elektronenüberschuß vorhanden ist daher auch die Technische Stromrichtung der Strom fließt vom + Pol zum Minuspol. Heute ist klar das am Minuspol ein Elektronenüberschuß und am Pluspol ein Elektronenmangel herscht. die Elektronen bewegen sich also vom Minuspol zum + Pol (Physikalische Stromrichtung)
Die Atomrümpfe können sich nicht frei bewegen, abgesehen von positiven Ionen oder Kernen von Wasserstoff (Protonen) Deshalb gibt es nur in seltenen Fällen einen positiven Strom.
So und nun mal ein ketzerischer Gedanke ein Wasserstoffatom besteht aus einem Proton und einem Elektron ist das nun eine Spannungsquelle ? Oder wird daraus eine Spannungsquelle wenn das Elektron vom Proton getrennt wird? Oder anders gefragt hast du ein Potential zwischen Kern und Elektron?

https://s9.postimg.org/ko9277jl7/Spannungsquelle_in_Reihe.gif
So und nun schau dir mal diese Zeichnung an und sage mir welche Spannungen liegen da an !

 

[bigdie]

Heute ist klar das am Minuspol ein Elektronenüberschuß und am Pluspol ein Elektronenmangel herscht. die Elektronen bewegen sich also vom Minuspol zum + Pol (Physikalische Stromrichtung)
Die Atomrümpfe können sich nicht frei bewegen, abgesehen von positiven Ionen oder Kernen von Wasserstoff (Protonen) Deshalb gibt es nur in seltenen Fällen einen positiven Strom.

In Halbleitern sehr oft und in Flüssigkeiten fast immer und in der Stromquelle sowieso.

Aber von wo nach wo sich nun die Elementarteile bewegen ist eigentlich völlig egal für die Anwendung. Von daher reicht die techn. Stromrichtung zum Verständnis aus.
Im Übrigen kann eine Spannungsquelle auch viele Spannungen zur Verfügung stellen. Im PC waren z.B. jahrelang +5V, +12V +3,3V und -12V gegenüber Masse vorhanden. Ist auch heute in vielen Geräten üblich mit unterschiedlichen Spannungen zu arbeiten. Die Stereoanlage hat in der Endstufe oft +40V und - 40V

 

[Pumukel]

Auch in Halbleitern bewegen sich die Atome im P-dotiertem Gebiet nicht im Kristallgitter das einzige , was sich da frei bewegen kann sind die Elektronen. Wie gesagt in Flüssigkeiten und in Schmelzen können sich positiv geladene Ionen frei bewegen und dann hast du einen positiven Strom. Denn die gerichtete Bewegung der Ladungsträger ist der Strom.

 

[Sparky]

mit Elektrik kenne ich mich einigermaßen aus.

sieht nicht so aus.

Aber eine Sache verstehe ich bis heute überhaupt nicht, obwohl ich mir schon tausende Erklärungen eingeprügelt habe. Es will nicht in meinen Kopf. Was ist eine negative Spannung und was nützt sie mir?

Eine Spannung misst du nur zwischen zwei Bezugspunkten. Das bedeutet, dass es einen Punkt gibt an dem ein Elektronenüberschuss gegenüber dem anderen Punkt herrscht. Nur zwischen diesen beiden Punkten versuchen sich die Elektronen auszugleichen.

Beispiel Batterie. Du hast einen Plus- und einen Minuspol. Wenn du nur einen dieser Pole irgendwo anschliesst, passiert garnichts, bringst du aber ein stromleitendes Element zwischen beide Pole, dann fliesst ein Ausgleichsstrom.

Die Stromrichtung, das ist ja Kern deiner Frage, spielt dabei eine ganz grosse Rolle.
Einmal, weil die Stromrichtung ein Magnetfeld in einem Leiter erzeugt, das entweder Nord- oder Südpolausrichtung hat, was ganz besonders im Motorenbau zur Anwendung kommt. Der Motor dreht dann in die entsprechende Richtung.

In der Halbleitertechnik spielt die Stromrichtung ebenfalls eine ganz wichtige Rolle.
Der Halbleiter heisst so, weil er den Strom nur in eine Richtung leitet.

Du siehst, die Polarität einer Spannung, spielt eine grosse Rolle.

Warum ein Halbleiter sich so verhält, ist ein anderes grosses Thema. Das zu erläutern, würde jetzt hier zu weit führen.

Wir haben zwei Potentiale, die einen Unterschied von 10V zueinander haben. Eins davon ist die Masse. Somit liegen dort 0V. Nun können am anderen Potential entweder +10V oder -10V liegen. Wer bestimmt, dass es Plus oder Minus sind?

DU bestimmst welchen Pol du an sogenannte Masse legst. Eine Masse ist nicht immer erforderlich, nur wenn du in einem Schaltkreis viele Punkte mit gleichem Potential hast, kannst du diese Punkte zu einem einzelnen Massepunkt zusammenfassen.

Dabei ist es egal, ob du Plus oder Minus zur Masse machst. Voraussetzung ist, dass alle an diesem Stromkreis angeschlossenen Verbraucher mit der gleichen Polarität arbeiten.

Elektronen sind negativ und Protonen positiv. Haben die dann zueinander eine Spannung, wenn sie sich gegenüberstehen?

Elektrischer Strom hat überhauptnichts mit Protonen zu tun. Vergiss zunächst mal die Protonen.

Ist es bei Spannungsquellen immer so, dass beim Plus zu wenige Elektronen sind und beim Minus zu viele Elektronen? Wenn ja, dann heißt das doch, dass im geschlossenen Stromkreis die Elektronen von Minus nach Plus wandern. Aber wieso heißt es immer, dass der "Strom" von Plus nach Minus fließt?

Der Strom fliesst immer von Negativ nach Positiv.

Gibt es auch Spannungsquellen, die einen Protonenüberschuss haben?

Nein. Protonen haben mit Spannung nichts zu tun.
Zumindest nichts in Bezug auf deine Fragen.

Hier muss ich eine Erklärung einfügen:
Protonen sind Atomkerne und haben auf ihren Schalen, so nennt man die Umlaufbahnen der dazugehörigen Elektronen, eine gewisse Anzahl von Elektronen.
Die Zahl der Protonen und umlaufenden Elektronen eines einzelnen Atoms, bestimmen darüber welches Element es ist.
Die Anzahl der Protonen und Elektronen befinden sich dabei im Gleichgewicht und das Atom verhält sich deshalb elektrisch neutral.
Wenn einem Atom ein Elektron fehlt, was man künstlich erzwingen kann, dann spricht man von einem Ion, in diesem Fall einem positiven Ion, weil die positiven Protonen überwiegen.
Umgekehrt, zwingt man ein zusätzliches Elektron in die Umlaufbahn, dann erhält man ein negatives Ion.

Diese Geschichte hat aber mit deiner Frage und mit Strom überhauptnichts zu tun.

Mal angenommen, wir haben einen einfachen Stromkreis mit einer Spannungsquelle und einer Leuchtdiode.
+2V an der Anode, 0V an der Kathode. Die LED leuchtet.

Ich drehe die LED um.
+2V an der Kathode, 0V an der Anode. Die LED leuchtet nicht.

So verhalten sich Halbleiter. Wie ich oben schon schrieb, das ist ein ganz eigenes Kapitel.
Die Physik der Halbleiter musst du separat studieren.

Mal ganz dumm gefragt:
Welche Vorteile hat man mit einer negativen Spannung? Eine Glühbirne leuchtet doch sicher auch mit negativer Spannung. Aber wenn ich eine elektrische Anlage statt mit +230V mit -230V betreibe, läuft die dann rückwärts? :lol:
Spaß beiseite, ist bei dieser elektrischen Anlage mit -230V irgendetwas anders? Muss ich Dioden und andere elektrische Bauteile umdrehen?

Du sprichst von Wechselstrom. Die 230V in deiner Steckdose wechseln 50mal die Sekunde die Richtung.

Wie ich oben schon erwähnte, Stromfluss erzeugt ein Magnetfeld und die Richtung bestimmt die Polarität.
Ein wechselndes Magnetfeld benutzt man zum Antrieb von Motoren und es lässt eine Transformation von Strom/Spannungen zu.

Ein Elektromotor, der mit +230V läuft... Funktioniert der auch mit -230V?

Wenn es ein Gleichstrommotor ist ja, dann dreht er halt andersrum.

Ich verstehe einfach überhaupt nicht, was diese negative Spannung sein soll, wie sie funktioniert und ob sie überhaupt Vorteile bringt. Fließt der Strom dabei irgendwie in die andere Richtung?

Genau, so habe ich es erklärt.

Es soll wohl Geräte geben, die mit negativer Spannung arbeiten. Was nützt uns das?

Das ist von der Betrachtung abhängig, Strom fliesst immernur von Negativ nach Positiv.
Wenn du den positiven Pol zum Neutralpunkt machst, dann arbeitest du mit negativer Spannung.
Wenn du aber den negativen Pol zum Neutral machst, dann arbeitest du mit positiver Spannung.

Dem Gerät ist das egal.

 

[bigdie]

Das ist von der Betrachtung abhängig, Strom fliesst immernur von Negativ nach Positiv.

Und in der Batterie?

 

[bigdie]

Auf derartige Texte zu antworten ist "vergebliche Liebesmühe",

Warum machst du es dann?

 

[Sparky]

Und in der Batterie?

Was soll diese Frage? Willst du etwa behaupten, bei Batterien gelten andere physiklalische Verhältnisse?

 

[patois]

:lol:

Naja, Leutchen , vielleicht solltet ihr euch erst einmal einig werden darüber, was unter der Bezeichnung "Strom" physikalisch zu verstehen ist ...

Wenn nicht die anderen Foren noch schlimmere Kindergärten wären, dann wäre ich -sicher zur Freude meiner "speziellen" Freunde- längst hier weg, und würde meinen PN-Klienten meine neue Adresse geben. :wink:
.

 

[bigdie]

Und in der Batterie?

Was soll diese Frage? Willst du etwa behaupten, bei Batterien gelten andere physiklalische Verhältnisse?

Naja irgendwie muss der Elektronen überschuss am Minus ja entstehen, also müssen die ja von + nach - wandern oder?

 

[Sparky]

Naja irgendwie muss der Elektronen überschuss am Minus ja entstehen, also müssen die ja von + nach - wandern oder?

Du offenbarst grosse Wissenslücken.

Mach dich einfach mal schlau, wie eine Batterie mit Hilfe von Chemie ihre Spannung erzeugt.

 

[bigdie]

Und wie ist es im Generator? Da muss der Strom auch vom + nach minus wenn du am - einen Überschuss haben willst, ganz ohne Chemie

 

[Sparky]

Und wie ist es im Generator? Da muss der Strom auch vom + nach minus wenn du am - einen Überschuss haben willst, ganz ohne Chemie

Strom fliesst immer von Negativ nach Positiv, egal wie er erzeugt wird, da kannst du herumdeuteln wie du willst.

Solch ein Überschuss an Elektronen kann auf chemische Weise oder auch mechanisch durch Kinetik erzeugt werden, das ist egal.

Elektronen sind nunmal negativ geladene Teilchen und suchen immer ihren Weg zum Ausgleich.

Wenn du da nicht mitkommst, empfehle ich dir einen Grundkurs in Physik zu belegen, das hilft dir weiter.

 

[bigdie]

Im Generator fließen die aber trotzdem vom pluspol zum Minuspol des Generators

 

[Sparky]

bigdie, Leute wie dich bezeichnet man in der englischen Sprache als shit stirrer.

Du schlägst auf, nicht um dich an der Aufklärung eines Sachverhaltes zu beteiligen, sondern nur um dein Ego in den Vordergrund zu stellen und Trouble zu erzeugen.

Dazu verdrehst du einfach die Physik. Ich bin aber nicht gewillt auf idiotische Posts und ebensolche Poster einzugehen.

 

[bigdie]

Wenn er nicht mehr weiter weis, fangt er wie immer mit Beleidigungen an. Deine Aussage war ganz einfach falsch. In Flüssigkeiten wandern z.B. Ionen und da gibt es positive und negative und deinen Wandern von + nach Minus und die anderen anders herum. Und in der Stromquelle wandern auch Elektronen von Plus nach Minus, auch wenn es deinen Horizont übersteigt.

Da das aber wie schon gesagt in der Praxis keine Rolle spielt hat man sich die techn. Stromrichtung einfallen lassen und diese findet sich dann auch in der Elektronik in Schaltzeichen wieder

 

[ruka]

Hallo,

erst wollte ich nicht mehr hierauf antworten, mache es nun aber dennoch nachträglich, weil ich was loswerden möchte.

Denn pampige Antworten auf Fragen mag ich garnicht. Besonders Beiträge wie diese sind inakzeptabel für ein Diskussionsforum:

Wenn einer seinen Sermon mit einer derartigen Aussage beginnt, dann kann man davon ausgehen, dass dieser Schreiberling nur ein minimales Grundwissen besitzt, und sich selbst vollkommen überschätzt, weil er garnicht weiß, was er alles nicht weiß.

Auf derartige Texte zu antworten ist "vergebliche Liebesmühe",
oder um es mit Shakespeare zu sagen: »Love’s labour’s lost«.
.

Ich lese hier schon lange das ein oder andere Thema durch und hatte bisher nur zwei Fragen, für die ich mich hier angemeldet und Beiträge geschrieben habe.
Es ist unverständlich, wieso manche in diesem Forum auf diese Art antworten müssen. Man weiß nie, wer hinter dem Bildschirm sitzt. Ich habe schon zahlreiche Schaltschränke nach aktuellster Norm geplant und verdrahtet, die erfolgreich abgenommen wurden und seit Jahren einwandfrei laufen und in all meinen Jahren schon die verschiedensten Fehler in mechantronischen Anlagen gefunden und beseitigt. "Minimales Grundwissen" ist das nicht. Damals in der Ausbildung habe ich lediglich beim Thema "negative Spannung" gepennt und seitdem dieses Thema vollkommen ignoriert, was ich offen zugebe. Denn bisher habe ich das Wissen nie gebraucht.
Niemand ist perfekt und auch ein Facharbeiter kann noch Wissenslücken haben. Besonders bei Themen wie Teilchenphysik.


Vielen Dank an die anderen Mitglieder des Forums, die mir ausführliche und verständliche Antworten gegeben haben. Die Frage ist für mich beantwortet.


Tschüss!

 

[EBC41]

bigdie schrieb:

"Im Generator fließen die aber trotzdem vom Pluspol zum Minuspol des Generators".


Ja, das sehe ich auch so; weil sie von der Kraft des bewegten oder sich ändernden magnetischen Feldes in diese Richtung getrieben werden.

Oder denken wir da jetzt falsch?

 

[Leprechaun]

Ich denke, wenn es bei "die" um die Ladungsträger, also Elektronen geht, warum sollten die innerhalb einer Stromquelle die Richtung ändern? Warum?
Woher würden die wissen, das sie sich nicht im Stromkreis, sondern innerhalb einer Stromquelle befinden?

Leprechaun

 

[patois]

Hallo,
erst wollte ich nicht mehr hierauf antworten, mache es nun aber dennoch nachträglich, weil ich was loswerden möchte.
Denn pampige Antworten auf Fragen mag ich garnicht. Besonders Beiträge wie diese sind inakzeptabel für ein Diskussionsforum:
Ich lese hier schon lange das ein oder andere Thema durch und hatte bisher nur zwei Fragen, für die ich mich hier angemeldet und Beiträge geschrieben habe.
Es ist unverständlich, wieso manche in diesem Forum auf diese Art antworten müssen. Man weiß nie, wer hinter dem Bildschirm sitzt. Ich habe schon zahlreiche Schaltschränke nach aktuellster Norm geplant und verdrahtet, die erfolgreich abgenommen wurden und seit Jahren einwandfrei laufen und in all meinen Jahren schon die verschiedensten Fehler in mechantronischen Anlagen gefunden und beseitigt. "Minimales Grundwissen" ist das nicht. Damals in der Ausbildung habe ich lediglich beim Thema "negative Spannung" gepennt und seitdem dieses Thema vollkommen ignoriert, was ich offen zugebe. Denn bisher habe ich das Wissen nie gebraucht.
Niemand ist perfekt und auch ein Facharbeiter kann noch Wissenslücken haben. Besonders bei Themen wie Teilchenphysik.
Vielen Dank an die anderen Mitglieder des Forums, die mir ausführliche und verständliche Antworten gegeben haben. Die Frage ist für mich beantwortet.
Tschüss!

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Ja nun, man kann sich auch für falsche Antworten bedanken

Hauptsache du hast dir den Kropf geleert ...
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