Elektrische Spannung 



b 



Weg a b in so viele Teile zerlegt denkt, da i 

 sich die Feldstrke innerhalb eines Ab- \ 

 Schnittes nicht merklich ndert, fr jeden 

 Abschnitt das Produkt aus seiner Lnge a j 

 und der Komponente der Feldstrke in der \ 

 Richtung des Abschnittes bildet und alle Pro- 

 dukte addiert. 



Solange sich das elektrische Feld zeitlich 

 nicht ndert, ist die bei dem Uebergange von j 

 a nach b zu leistende Arbeit von dem Wege, 

 auf dem der Uebergang von a nach b ge- 

 schieht, unabhngig. Es ist also auch eine 

 ganz bestimmte Arbeit ntig, um ein Elek- 

 tron aus der Unendlichkeit, in der das elek- 

 trische Feld Null ist, bis zum Punkte a zu 

 befrdern. Umgekehrt kann das Elektron 

 die gleiche Arbeit leisten, wenn es sich vom 

 Punkte a bis in die Unendlichkeit bewegt. 

 Um diese Arbeitsflligkeit des elektrischen 

 Feldes zu veranschaulichen, hat man eine 

 neue Gre, das Potential des Feldes, ein- 

 gefhrt und so definiert: Das Potential 

 eines Punktes in einem elektrischen Felde 

 ist gleich derjenigen Arbeit, die geleistet 

 werden mu, um ein Elektron aus der Un- 

 endlichkeit nach dem Punkte zu bringen. 

 Ebenso ist die Potentialdifferenz zwischen 

 zwei Punkten gleich der Arbeit, die aufgewandt 

 werden mu, um ein Elektron von dem einen 

 Punkte zum anderen zu bringen. Statt j 

 Potentialdifferenz ist nun das bequeme Wort 

 Spannung eingefhrt worden. Danach ist ! 

 also die Spannung, ebenso wie das Potential, 

 die eine von zwei Gren, deren Produkt 

 eine Arbeit oder eine Energie ergibt (die andere j 

 Gre ist die Elektrizittsmenge). Man 

 kann also die Spannung als Energiefaktor 

 bezeichnen. Ihr Gebiet ist der freie Raum 

 in der Umgebung der Elektronen oder der ' 

 positiven Atomreste. Um diese Fhigkeit ! 

 des Raumes, die elektrische Spannung auf- 

 zunehmen, zu kennzeichnen, nennt man 

 ihn Dielektrikum und dehnt die Bezeichnung 

 auch auf diejenigen Krper im Rume aus, 

 in denen freibewegliche elektrische Ladungen 

 nicht vorhanden sind und in denen sich in- 

 folgedessen einmal vorhandene Spannungen 



nicht ausgleichen knnen. 



Kraftwirkungen 



Die bisher beschriebenen 

 zwischen elektrischen Ladungen ergeben sich 

 jedoch unverndert nur solange, als die La- 

 dungen relativ zum Beobachter ruhen. Sobald 

 sie relativ zu ihm in Bewegung sind, treten neue 

 Erscheinungen auf, die den Betrag der Krfte 

 ndern. Bewegen sich zum Beispiel zwei La- 

 dungen gleichen Vorzeichens mit gleicher Ge- 

 schwindigkeit und einander parallel, so da ihr 

 Abstand voneinander konstant bleibt, so mit 

 der ruhende Beobachter eine geringere Ab- 

 stoungskraft zwischen ihnen, als wenn sie bei 

 gleichem Abstnde auch ruhten. Das kann bei 

 der Spannungsmessung in Frage kommen. Man 

 denke sich zwei Leiter, die beide auf die gleiche 

 Spannung geladen sind und sich in einem be- 



stimmten Abstnde voneinander befinden. Die 

 Ladungen auf ihm sollen zunchst ruhen. Dann 

 besteht zwischen den beiden Leitern eine be- 

 stimmte Abstoungskraft, die sich aus ihren 

 Dimensionen und der Gre der Ladungen 

 ergibt. Jetzt mgen an die Stelle der ruhenden 

 bewegte Ladungen treten, wie man sie erhlt, 

 wenn man durch beide Leiter zwei Strme 

 gleicher Richtung flieen lt, die so beschaffen 

 sind, da die Leiter stets dieselbe Ladung be- 

 sitzen wie im Zustande der Ruhe. Dann ist die 

 Abstoungskraft zwischen den beiden Leitern 

 geringer als vorher. Es ist als ob sich eine mit 

 der Strke der beiden Strme, also der Ge- 

 schwindigkeit der Ladungen zunehmende An- 

 ziehungskraft ber die ursprngliche Abstoungs- 

 kraft gelagert htte. 



Man macht sich von der Erscheinung ein Bild, 

 indem man sagt: Gleichgerichtete elektrische 

 Strme ziehen einander mit einer Kraft an, 

 die u. a. dem Produkt aus den beiden Strom- 

 strken proportional ist. Auch die Umkehrung 

 gilt: Entgegengesetzte Strme stoen einander 

 mit der gleichen Kraft ab. 



An diesen Erscheinungen folgt, da man nur 

 mit ruhenden Ladungen arbeiten darf, wenn man 

 Spannungen mit Hilfe ihrer Anziehungs- oder 

 Abstoungskrfte messen will. 



Ferner darf man von Potential und 

 Spannung ' eines elektrischen Feldes nur so- 

 lange reden, als das Feld zeitlich konstant 

 ist. Aendert sich das Feld whrend der 

 Ueberfhrung des Elektrons vom einen 

 Punkt zum anderen, so ist die aufzuwendende 

 Arbeit nicht mehr vom Wege unabhngig 

 und die Begriffe Potential und Spannung ver- 

 lieren ihren Sinn. 



Mit wechselnden elektrischen Feldern 

 wird in der Technik sein: viel gearbeitet 

 und dabei doch von elektrischer Spannung 

 gesprochen. Das ist zulssig, da es sich in 

 der. Technik stets um die Spannung zwischen 

 zwei Punkten eines linearen Leiters (Drahtes, 

 Kabels usw.) handelt. Durch diesen Leiter 

 ist aber den Elektronen ein ganz bestimmter 

 Weg von dem einen Punkte zum anderen 

 vorgeschrieben und damit die fr die Ueber- 

 fhrung aufzuwendende Arbeit, also auch 

 die Spannung, eindeutig definiert. Es 

 darf aber nie vergessen werden, da diese 

 Spannung nur fr eine ganz bestimmte 

 Lage des die beiden Punkte verbindenden 

 Leiters gilt und sich ndert, sobald die Lage 

 des Leiters gendert wird. 



Mit dieser Einschrnkung kann man 

 auch von Spannungen, die durch wechselnde 

 Felder erzeugt werden, von den sogenannten 

 Wechselspannungen reden. 



2. Einteilung der Spannungen. Es 

 ergibt sich dann folgende Einteilung der 

 in der Technik gebruchlichen Spannungen 

 nach ihrer Intensitt und Richtung: 



1. Gleichspannung von konstanter In- 

 tensitt und konstanter Richtung. 



2. Periodisch schwankende Spannungen. 



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