Elektrodynamik und Optik - Fachbereich Physik der Universität ...

Elektrodynamik 21
pressure (given from layer resistivity, electric field, and current flowing in the collected layer).
Quellen: Wikipedia: „Electrostatic precipitator“ bzw. Elektrofilter; Bloomfield: How things work, S. 265.
5.1.7 Erzeugung von hohen Spannungen im Tierreich
Wie ist es einem elektrischen Fisch möglich, Spannungen von mehreren hundert
Volt zu erzeugen, da biologische Spannungen über Nervenzellmembranen doch
höchstens ca. 100 mV betragen können?
Der Zitteraal verfügt über sog. “Elektroplax”-
Zellen, Nervenzellen, die nur einseitig
innerviert sind. Bei Erregung lässt sich damit
nur eine Seite der Zelle umpolen
(depolarisieren). Im Ruhefall sind diese
Zellen innen negativ geladen
(URuhe = -90 mV). Regt sich der Zitteraal auf,
polt sich die eine Seite auf
UErregung = +40 mV) um. Dann herrscht über
der Zelle zwischen den beiden
ungleichnamig geladenen Seiten eine
Spannung von 130 mV. Da mehrere tausend
dieser Zellen wie Knopfzellbatterien
übereinander gestapelt sind, können
Spannungen von mehreren hundert Volt
erzeugt werden. (Der Strom ist allerdings
vergleichsweise gering (Kapitel 5.2).)
5.1.8 Influenz in Leitern im elektrischen Feld
Wir hatten schon festgestellt, dass das
Innere eines Leiters feldfrei ist und sich alle
Ladungen and der äußeren
Leiteroberfläche sammeln. Dasselbe gilt,
wenn ein Leiter in ein äußeres elektrisches
Feld gebracht wird. Dann wirkt auf die
Ladungen q so lange eine Kraft F = q·E, die
die Ladungen verschiebt, bis durch die
Verschiebung ein Gegenfeld aufgebaut ist,
das das äußere Feld gerade kompensiert.
Diese Ladungsverschiebung hatten wir als
Influenz kennen gelernt. Das Innere von
Leitern ist daher selbst im äußeren
elektrischen Feld nach wie vor feldfrei; die
Ladungen sitzen an der Oberfläche des
Leiters.
Quelle: Rawn, Biochemistry, Fig. 32-11, S.
1058
Quelle: Demtröder 2 Abb. 1.27a, S.17