Mechatronik Modul 2 - ADAM - Leonardo da Vinci Projects and ...

Elektrische Antriebe und Steuerungen
Minos
Zum Abtrennen der äußeren Elektronen ist das Aufwenden von Arbeit
erforderlich. Diese Arbeit findet sich in der elektrischen Spannung wieder,
die sich nach der Trennung zwischen den unterschiedlichen Potentialen
ausbildet.
Für diese elektrische Spannung wird das Formelzeichen U verwendet,
die Maßeinheit ist Volt [V]:
elektrische Spannung = aufgewandte Arbeit / getrennte Ladungen
U = W / Q
Die elektrische Spannung wird oft auch nur als Spannung bezeichnet,
sie darf aber nicht mit der Materialspannung von Werkstoffen verwechselt
werden.
Die Ladungsmenge Q hat die Maßeinheit Coulomb [C]. Die kleinste
mögliche Ladungsmenge ist die Elementarladung e, also die Ladung
eines einzelnen Elektrons. Diese Elementarladung beträgt:
e = 1,602 · 10 –19 C
Das Trennen der Ladungen kann mit verschiedenen Methoden durchgeführt
werden:
– Mechanische Reibung
Beim Reiben unterschiedlicher Materialien können von dem einen
Körper Elektronen abgetrennt und auf den anderen Körper übertragen
werden. Dies geschieht beispielsweise beim Reiben eines
Luftballons an einem Pullover. Beim Berühren eines metallischen
Gegenstandes gleichen sich diese Ladungsunterschiede aus und
man verspürt einen oft unangenehmen elektrischen Schlag.
– Induktion
Bei der Induktion wird in einem magnetischen Feld eine Drahtspule,
einem elektrischen Leiter, bewegt. Dabei entsteht in der Spule eine
Spannung. Technisch angewendet wird diese Induktion in den
Generatoren der Kraftwerke, aber auch in der Lichtmaschine eines
Autos oder im Dynamo eines Fahrrades.
– Chemische Wirkung
Die Ladungstrennung durch elektrochemische Vorgänge findet man
vor allem in Batterien und Akkumulatoren. Die Akkumulatoren
können wieder aufgeladen werden und eignen sich somit zum
Speichern elektrischer Energie.
– Lichtwirkung
Durch das Einwirken von Licht, oder allgemein elektromagnetischer
Stahlung, kann ebenfalls eine Ladungstrennung erfolgen. Dies wird
vorallem in Solarzellen genutzt.
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