Wie kann der Strom durch die Batterie fließen, damit der Stromfluss fortgesetzt wird, wenn das E-Feld entlang des Kabels dem E-Feld innerhalb der Batterie entgegengesetzt ist?

Wie kann der Strom weiter fließen und durch die Batterie fließen, wenn das elektrische Feld in der Batterie in die entgegengesetzte Richtung wie das in der Leitung weist?

Nehmen wir positive Ladungen und konventionellen Stromfluss an. Innerhalb der Batterie zeigt das E-Feld in die andere Richtung, vorausgesetzt, Batterie +____- zeigt das E-Feld in diese Richtung E S ---->, währenddessen fließt Strom <---- . Umgekehrt ist das E-Feld im Draht <----- E w .

Wie setzt sich der Stromfluss fort und passiert die Batterie, wenn sich 2 E-Felder gegenüberstehen? ( E S bezeichnet das efield an der Quelle und E w das Evfield am Draht aufgrund der von der Quelle erzeugten Potentialdifferenz). Tatsächlich würde ich das denken E S ist stärker als E w , aber das würde wieder einen entgegengesetzten Stromfluss implizieren, aber dies widerspricht wiederum der ursprünglichen Idee, dass wir über einen positiven Ladungsfluss sprechen.

Batterien werden durch chemische Reaktionen angetrieben, die chemische Energie freisetzen, um die Elektronen gegen das E-Feld zu bewegen

Antworten (1)

Strom fließt in der entgegengesetzten Richtung des E-Feldes in einer Batterie, da eine chemische Reaktion an der Elektrodenoberfläche die Ladungen bearbeitet und sie physikalisch gegen das elektrische Feld drückt.

Es ist wichtig zu erkennen, dass die Ladungsträger in einem Elektrolyten Ionen und keine Elektronen sind. Die Ionen können sich in der Elektrode nicht bewegen, sodass sie an der Elektrolytoberfläche gestoppt werden. Die Elektronen können sich im Elektrolyten nicht bewegen, sodass sie an der Elektrodenoberfläche gestoppt werden. Somit kann an der Grenzfläche zwischen Elektrode und Elektrolyt ein Stromfluss nur durch eine chemische Reaktion erfolgen, die ein Elektron in der Elektrode erzeugt oder verbraucht und ein Ion im Elektrolyt erzeugt oder verbraucht.

Wenn diese chemische Reaktion energetisch günstig ist, läuft die Reaktion gegen das E-Feld ab. Dies wirkt sich auf die Ladungen aus, die Energie von chemisch in elektrisch umwandeln. Je größer das entgegengesetzte E-Feld ist, desto langsamer ist natürlich die Reaktion, und bei einer charakteristischen Spannung hört die Reaktion auf. Dies ist die Leerlaufspannung der Batterie. Umgekehrt kann die Reaktion auch ohne Gegenfeld nur mit einer bestimmten Geschwindigkeit ablaufen. Dies ist der Kurzschlussstrom der Batterie. Zwischen diesen Grenzen drückt die Batterie Strom gegen ein E-Feld.

Wenn wir den Begriff Batterie vergessen und dies aus der Sicht eines Vektorfeldes betrachten. Lassen Sie uns den Begriff Batterie und ihre Funktionsweise entfernen. Wir haben ein elektrisches Feld, das nach links zeigt, E w erzeugt aufgrund der Potentialdifferenz zwischen dem Draht und dem Feld der Quelle E S in die andere Richtung zeigen. Nennen wir es eine Quelle und vergessen wir, dass es eine Batterie ist. Angenommen, die positiven Ladungen erreichen das negative Ende, die E S sollten sie in die entgegengesetzte Richtung schieben, als sie ankommen. Nur wenn E w ist größer als E S (wie ich es denke) dieser Fluss kann weitergehen. Liege ich falsch?
@bigboss es gibt nur ein E-Feld. Das Zerlegen von Feldern ist schwierig und einfach zu erstellen E = E S + E w so dass beides E S Und E w Verletzung der Maxwell-Gleichungen. Ich würde willkürliche Feldzerlegungen nicht empfehlen. Stellen Sie sich stattdessen vor, dass eine Batterie so etwas wie das Gegenteil des Ohmschen Gesetzes hat. Anstatt Strom in Richtung des E-Feldes zu haben und elektrische Leistung zu verbrauchen, hat es Strom in der entgegengesetzten Richtung und liefert elektrische Leistung.
Ja, aber das E-Feld, das wir auf der Quelle zeigen, widerspricht immer noch dem, das den Stromfluss im Draht erzeugt ... das bricht meine Intuition der Kräfte, die die Ladungen bewegen.
@bigboss Sie denken, dass eine Batterie dem Ohmschen Gesetz folgt. Das tut es nicht. In einer Batterie geht der Strom in die entgegengesetzte Richtung zum Ohmschen Gesetz. Die Batterie liefert eine chemische Kraft, die die Ladungen physikalisch in die entgegengesetzte Richtung der elektrischen Kraft drückt. Manchmal wird diese chemische Kraft als EMF bezeichnet. Es ist diese chemische Kraft, die den Strom antreibt, trotz des ihm entgegenstehenden E-Feldes. Es ist so, als ob Sie Ladungen auf das Ende eines Stocks legen und dann die Ladungen mit dem Stock schieben. Nicht alle Materialien folgen dem Ohmschen Gesetz
Ok, aber der Strom in der Batterie, von dem wir annehmen, dass er geringer ist als der, der im Kabel fließt, richtig? Andernfalls wäre entweder der Nettostrom Null, wenn er gleich wäre, oder der Fluss wäre entgegengesetzt.
Wie kann der Strom durch die Batterie fließen, damit der Stromfluss fortgesetzt wird, wenn das E-Feld entlang des Kabels dem E-Feld innerhalb der Batterie entgegengesetzt ist?
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