Spannung in der Physik: Ein Überblick
In der Physik ist die Spannung der Unterschied im elektrischen Potential zwischen zwei Punkten. Die Spannung, bezeichnet mit V, ist definiert als die Menge an Arbeitsenergie, die benötigt wird, um eine Einheit elektrischer Ladung von einem Referenzpunkt (a) zu einem spezifischen Punkt (b) in einem elektrischen Feld zu bewegen. Dies wird mathematisch ausgedrückt als ΔV = Va – Vb.
Um verschiedene Größenordnungen vergleichen zu können, beschreibt die folgende Liste typische Spannungsniveaus:
1,5V (DC)
Ein gängiger offener Schaltkreisspannungswert für nicht wiederaufladbare Alkalibatterien (z.B. AAA-, AA- und C-Zellen) beträgt 1,5 Volt (Gleichspannung, DC).
3,8V (DC)
Fast alle Smartphone-Akkus arbeiten mit 3,8 Volt. Um den Stromfluss vom Ladegerät zur Batterie zu ermöglichen, muss eine Potentialdifferenz bestehen. Daher liefern Ladegeräte oder USBs für fast alle Smartphones eine Spannung von 5 Volt.
12V (DC)
Eine übliche Spannung für Autobatterien ist 12 Volt (DC).
110 – 120V (AC)
Die gängigste Steckdose in jedem Haushalt. Der amerikanische Kontinent verwendet eine Spannung von 110 bis 120 Volt (Wechselspannung, AC), während Europa, Asien und Afrika 220 bis 240 Volt (AC) verwenden.
3kV
Die Spannung, die erforderlich ist, um jeden Millimeter eines elektrischen Lichtbogens zu erzeugen. Luft ist ein sehr schlechter Leiter von Elektrizität und hat eine hohe dielektrische Festigkeit. Die dielektrische Festigkeit der Luft beträgt nahezu 3000V/mm.
110kV
Die Spannung in elektrischen Übertragungsleitungen, die zur Verteilung von Elektrizität von Kraftwerken verwendet wird, kann mehrere hundert Mal größer sein als die Verbraucherspannungen, typischerweise 110 bis >500 kV (AC).
300 MV
Ein typischer Blitzschlag beträgt etwa 300 Millionen Volt und etwa 30.000 Ampere.
Dieser Überblick bietet einen Einblick in die Vielfalt der Spannungsniveaus in verschiedenen Anwendungen und Umgebungen, von alltäglichen Haushaltsbatterien bis hin zu den gewaltigen Kräften eines Blitzschlags.
