Elektrisches Potential

Eines der wichtigsten Themen für ein tieferes Verständnis und die Bewertung von elektronischen Schaltungen ist der Umgang mit Potentialen. Besser ausgedrückt das Denken in Potentialen. Im Grundlagenartikel „Die elektrische Spannung U“ habe ich bereits kurz erklärt, was man unter einem elektrischen Potential versteht. In diesem Beitrag möchte ich kurz etwas genauer auf dieses Thema eingehen. 

Elektrisches Potential

Konstruieren wir uns zunächst eine kleine Beispielschaltung. Diese besteht aus einer Spannungsquelle (Uges = 12V) und drei gleich große  in Reihe geschaltene Widerstände. Nach den Gesetzen der Reihenschaltung teilt sich die Gesamtspannung auf die einzelnen Widerstände auf. Da jeder Widertstand gleich groß ist beträgt der Spannungsabfall je 4V.

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Spannung bedeutet das zwischen zwei Punkten eine unterschiedlich große Anzahl an Elektronen ist. Am Widerstand ist der Ladungsunterschied genau so groß, dass er einer Spannung von 4 V entspricht. Die zwei Punkte (Bezugspunkte) sitzen vor und nach dem Widerstand R1. In der Beispielschaltung also die rote und grüne Leitung. Entsprechendes gilt natürlich auch für die anderen Widerstände. Jetzt kommt es vor das man gerne den Spannungsfall über die beiden Widerstände R1 und R2 wissen möchte. Die erste Messspitze setzen wir dafür an der roten Leitung an, die zweite an der lilafarbenen Leitung. Als Ergebnis erhalten wir einen Spannungsabfall von 8V.

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Eine Spannung, die sich auf einen bestimmten Bezugspunkt bezieht, nennt man Potential.

Natürlich ist auch möglich andere Bezugspunkte zu wählen. Zum Beispiel könnten wir das Potential der roten und lilafarbenen Leitung je auf den Bezugspunkt Masse beziehen. Das Potential der roten Leitung liegt dann auf U1 = 12V, die lilafarben grüne auf U2 = 8V. Beide Potentiale beziehen sich dabei auf die blaue Leitung (Masse). Allgemein sagt man das ein Punkt auf einem gewissen Potential liegt.

Das ganze lässt sich natürlich auch mathematisch berechnen. Da jetzt die beiden Potentiale bekannt sind würde die Berechnung des Spannungsfalls über R1 folgendermaßen aussehen.

UR1 = φU1 – φU2 = 12V – 8V = 4V 

Genauso wäre es möglich das Potential von φU2 durch einfaches umstellen der Formel zu berechnen.

φU2 = φU1 – UR1 = 12V – 4V = 8V

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Quellen:

Fachkunde Elektrotechnik, Europa Verlag, 24. Auflage (Amazon)

Grundlagen der Elektrotechnik: Das bewährte Lehrbuch für Studierende der Elektrotechnik und anderer technischer Studiengänge ab 1. Semester (Amazon)


Lob? Kritik oder Anregungen? Ich freue mich auf eure Kommentare und Verbesserungsvorschläge.

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8 Kommentare

  1. Es ist falsch! Eine Potentialdifferenz bedeutet NICHT das weniger Elektronen da sind! Sondern das ein Teil der kinetischen Energie in Wärme umgewandelt und damit den Nachfolgenden Widerständen nicht mehr zur Verfügung steht!
    Mit Halbwissen sollte man keinen Block eröffnen!

    Antwort

  2. hat lila auf masse nicht ein potential von 4 v? du meintest sicher grün auf masse mit einem potential von 8 v, oder?
    versuchs grad selber zu kapieren, erklärs mir wenn ich falsch liege!

    Antwort

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