Ich versuche zu verstehen, wie das Laden eines Plattenkondensators funktioniert, was mich dazu veranlasst, mein Verständnis des Stromflusses in Frage zu stellen. In vielen Erklärungen heißt es, dass die Spannungsquelle die Elektronen von der mit dem Pluspol verbundenen Platte zieht und gleichzeitig Elektronen zu der mit dem Minuspol verbundenen Platte drückt. Da es eine positiv geladene Platte und nach einiger Zeit eine negativ geladene Platte gibt, entsteht ein elektrisches Feld.
Mein Verständnis von Stromfluss ist, dass Elektronen vom Pluspol der Spannungsquelle angezogen werden, da am Pluspol ein Elektronenmangel (also relativ mehr Protonen) und am Minuspol ein Elektronenüberschuss vorhanden ist. Wie können also Elektronen auf eine Platte im Kondensator gedrückt werden? Ist mein Verständnis des Stromflusses, wie es mir beigebracht wurde, falsch?
Sagen Sie das alles mit dem Verständnis, dass Elektronen nicht von einer Kondensatorplatte zur anderen springen? Die Elektronen und Löcher (oder besser gesagt ihre Ladungen) nehmen den langen Weg durch die Drähte. Sie passieren nicht zwischen den Platten durch das Dielektrikum. In einer Vakuumröhre kocht das Elektron tatsächlich von einer Platte ab, wandert durch das Vakuum und landet auf der anderen Platte. Aber nicht in einem Kondensator.
Protonen bewegen sich nicht. Aber wenn sich die Elektronen bewegen und ein ungepaartes Proton ohne negative Ladung hinterlassen, um es aufzuheben, scheint sich die "Positivität" der Ladung eines Protons zu bewegen, obwohl das Proton dies nicht tut. Diese bewegende Positivität wird als „Loch“ bezeichnet. Stellen Sie sich ein Elektron als Person und einen leeren Stuhl als Proton vor. 2 Personen könnten sich zwischen 3 verschiedenen Stühlen bewegen. Die physischen Stühle selbst bewegen sich nie, aber der leere Stuhl ändert seinen Standort in die entgegengesetzte Richtung der Menschen. Die „Leere“ des Stuhls bewegt sich umher.
Nun, da Sie das wissen, gibt es zwei Möglichkeiten, den Stromfluss zu betrachten: Elektronenfluss und Lochfluss. Sie sind in entgegengesetzten Richtungen zueinander. Elektronenflüsse sind das, was Physiker verwenden. Aber aus historischen Gründen (Fehlern) haben die Menschen dem Ding, das sich physisch bewegte, schon früh die falsche Ladung zugewiesen, und es wurde weit verbreitet und tief verwurzelt, bevor wir den Fehler bemerkten. Es hat einige Zeit gedauert, das herauszufinden, denn wie Sie dem obigen Absatz entnehmen können, funktioniert es mathematisch, bis Sie etwas tun, das tatsächlich erfordert, dass Sie die Bewegung von Elektronen kennen (so etwas wie Vakuumröhren oder Halbleiterphysik). Daher verwendet die Elektronik fast immer Lochfluss. Elektronen fließen aus dem Minuspol in die Pluspole einer Batterie. Lochfluss geht aus dem Pluspol einer Batterie in den Minuspol der Batterie.
Die angelegte Spannung baut tatsächlich ein elektrisches Feld auf. Es ist dieses elektrische Feld, das die Elektronen dazu bewegt, sich auf einer Kondensatorplatte anzusammeln (und die Löcher "bewegen" sich aufgrund der Abwesenheit der Elektronen von Natur aus in die entgegengesetzte Richtung zur anderen Platte). Dieses Ungleichgewicht von Elektronen (und Löchern) baut ein elektrisches Feld auf, das dem elektrischen Feld entgegenwirkt, das durch die angelegte Spannung erzeugt wird, wodurch eine Nettoverringerung des gesamten elektrischen Felds erzeugt wird. Die Elektronen und Löcher sammeln sich weiterhin auf verschiedenen Platten an, bis ihr eigenes elektrisches Feld die angelegte Spannung aufhebt (bis das Nettofeld Null ist). Das Entfernen der angelegten Spannung entfernt das angelegte Feld und hinterlässt nur das Feld, das durch das Ungleichgewicht der Elektronen und Löcher erzeugt wird. Da das Feld nicht mehr Netto-Null ist,
Noch eine Korrektur. Bisher habe ich immer gesagt wie "Elektronen bewegen sich". Dies ist nicht der Fall. Die Elektronen bewegen sich, aber einzelne Elektronen bewegen sich nicht wirklich von einer Platte zur anderen. Es sind die negativen und positiven Ladungen, die sich bewegen. Es ist wie ein Rechenspiel für Ladungsungleichgewichte, nicht wirklich für Elektronen und Löcher. Ähnlich wie sich Schulden viel anders und viel schneller bewegen können als jede einzelne Währungseinheit. Einzelne Elektronen bewegen sich nahezu im Schritttempo durch Drähte, aber die Welle/Energie bewegt sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit. In der AC-Wandleitung bewegen sich Elektronen nicht 50 oder 60 Mal pro Sekunde zwischen Ihrem Licht und dem Kraftwerk hin und her. Es ist ähnlich, wie sich Schall bei Mach 1 ausbreitet, Wind jedoch nicht.
Eugen Sch.
G36
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Das Photon