Bedeutung der angelegten Spannung am Elektron

Erzeugt die angelegte Spannung eine Kraft auf Elektronen, um sie in Bewegung zu versetzen? Ich habe gelesen, dass das elektrische Feld Kraft pro Ladung ist. Nun, Metalle haben freie Elektronen, also bewirkt das Anlegen einer Spannung, dass diese Elektronen beschleunigt werden. Spannung ist also analog zu Kraft.

Vermute ich richtig?

Antworten (2)

Spannung wird auch als „elektromotorische Kraft“ bezeichnet.

Wenn Sie ein elektrisches Feld über einem Vakuum haben, beschleunigt ein freies Elektron in diesem Feld das Feld in Richtung positiv. Das ist das Funktionsprinzip der Kathodenstrahlröhre und des Teilchenbeschleunigers.

Teilchenbeschleuniger verwenden "Elektronenvolt" als Maß für die Energie, die einem Teilchen verliehen wird.

Erzeugt das Anlegen von Spannung eine Kraft auf das Elektron, sich zu bewegen?

Spannung ist eher eine Eigenschaft eines Ortes im Raum oder in einem Stromkreis als eines einzelnen Elektrons. Es sagt Ihnen, wie viel Energie benötigt wird, um ein Elektron (oder ein anderes geladenes Teilchen) an diesen Ort zu bewegen.

Was eine Kraft auf ein geladenes Teilchen ausübt, ist das elektrische Feld. Aber das elektrische Feld ist gleich dem Gradienten der Spannung, also sind sie eng miteinander verbunden.

Wenn Spannung angelegt wird, werden Elektronen beschleunigt.

Nein. Nur wenn die Spannung einen Gradienten aufweist. Das heißt, wenn sich die Spannung ändert, während Sie sich im Weltraum bewegen. Wenn die Spannung "dort drüben" etwas höher ist als "hier", dann spürt ein Elektron eine Kraft, die es nach "dort drüben" drückt.

Physikalisch ist das nicht korrekt, da Potential eine Eigenschaft jedes Punktes im Raum ist. Spannung ist bereits die Differenz der Potentiale an zwei Punkten.
@sweber, Spannung ist nur ein anderes Wort für Potentialdifferenz, wenn sie in Volt gemessen wird. Da es sich bei der Frage um ein sehr grundlegendes Konzept handelt, wollte ich nicht in eine Diskussion über die Terminologie abgelenkt werden. Angenommen, alle "Spannungen", die ich in meiner Antwort erwähnt habe, werden relativ zu einer gemeinsamen Referenz (wie Erdung) gemessen.
Der Hauptpunkt ist, dass eine Erhöhung des Potentials an einem bestimmten Punkt keine Kraft auf ein Elektron ausübt, wenn beispielsweise das Potential auch an allen benachbarten Punkten um es herum gleichermaßen erhöht wird. Was eine Kraft auf ein Elektron ausübt, ist, wenn sich das Potential in dem Bereich, in dem sich das Elektron befindet, über den Raum ändert.