Zusammenfassung
In der Elektrostatik haben wir positive und negative elektrische Ladungen kennen gelernt. Die Ladungen waren räumlich voneinander getrennt und erzeugten so elektrische Felder. Wir haben die Phänomene untersucht, die von diesen Ladungen ausgehen, wobei wir nur solche Situationen betrachtet haben, in denen die Ladungen ruhten. Nun wollen wir uns den Phänomenen zuwenden, die auftreten, wenn sich die Ladungen bewegen. Stellen wir beispielsweise zwischen positiven und negativen Ladungen eine elektrisch leitende Verbindung her, so werden sich die positiven Ladungen zu den negativen Ladungen hin bewegen oder umgekehrt (oder beides). Es fließt ein elektrischer Strom (Abb. 6.1).
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- 1.
Statt Stromquelle könnten wir auch den Begriff Spannungsquelle benutzen. Für reale Quellen hat beides seine Berechtigung und beides ist nicht in allen Aspekten korrekt.
- 2.
In Kap. 16 des ersten Bandes hatten wir die „Spannung“ als \(\Updelta p\) ohne die Konstante \(\rho_{{\mathrm{H}_{2}}\mathrm{O}}\) definiert.
- 3.
Elektrische Energie kann im Prinzip zu 100 % in Wärme umgewandelt werden. Selbst in der Praxis kann ein Wirkungsgrad von 100 % fast erreicht werden. Darin nicht enthalten sind allerdings die Verluste bei der Umwandlung der Primärenergie in elektrische Energie im Kraftwerk.
- 4.
Beachten Sie, dass die Driftgeschwindigkeit den sehr viel höheren thermischen Geschwindigkeiten überlagert ist.
- 5.
Wegen des geringen spezifischen Widerstandes bei noch akzeptablen Materialkosten verwendet man Kupfer häufig für Elektrokabel und Drähte.
- 6.
Man kann auch ein Voltmeter einsetzen. Wie wir noch sehen werden, sind beides Idealisierungen. Ein Messgerät, das eher einem idealen Voltmeter ähnelt, hat einen größeren Messbereich, während die Verwendung eines Amperemeters eine höhere Genauigkeit beim Abgleich liefert.
- 7.
Vereinzelt treten in Gasen doch freie Ladungsträger auf, allerdings ist ihre Zahl so gering, dass sie meist keinen merklichen Stromfluss erzeugen. Sie entstehen durch thermische Ionisation und natürliche Radioaktivität.
- 8.
Das \(\mathrm{eV}\) (Elektronenvolt) ist eine Energieeinheit, die wir gerne in der mikroskopischen Physik verwenden. Sie gibt die Energie an, die ein Elektron beim Durchlaufen einer Potenzialdifferenz von 1 V aufnimmt, was im SI-System \(1{,}609\cdot 10^{-19}\) J entspricht.
- 9.
Allerdings wird ein pn-Übergang so nicht hergestellt. Zunächst wird der undotierte Kristall vollständig p-dotiert, danach wird von oben eine dünne Schicht in n umdotiert durch eine Akzeptorkonzentration, die die ursprüngliche Donatorkonzentration überwiegt.
- 10.
Vorsicht, falls Sie es ausprobieren wollen. Das Netzgerät kann dabei zerstört werden. Benutzen Sie besser eine Batterie. Sie kann zwar heiß werden, sollte aber nicht kaputt gehen.
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Roth, S., Stahl, A. (2018). Ströme. In: Elektrizität und Magnetismus. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-54445-7_6
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Publisher Name: Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg
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