{"id":78297,"date":"2024-01-14T13:04:44","date_gmt":"2024-01-14T13:04:44","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/spannung-definition-berechnung-und-typische-werte\/"},"modified":"2024-01-14T16:26:49","modified_gmt":"2024-01-14T16:26:49","slug":"spannung-definition-berechnung-und-typische-werte","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/spannung-definition-berechnung-und-typische-werte\/","title":{"rendered":"Spannung | Definition, Berechnung und typische Werte"},"content":{"rendered":"<h2>Spannung in der Physik: Ein grundlegendes Konzept<\/h2>\n<p>In der Physik ist die Spannung der Unterschied im elektrischen Potenzial zwischen zwei Punkten. Die Spannung, mit V bezeichnet, wird definiert als die Menge an Arbeitsenergie, die ben\u00f6tigt wird, um eine Einheit elektrischer Ladung von einem Referenzpunkt (a) zu einem bestimmten Punkt (b) in einem elektrischen Feld zu bewegen. Mathematisch wird dies ausgedr\u00fcckt als \u0394V = V<sub>a<\/sub> &#8211; V<sub>b<\/sub>. Diese Definition ist entscheidend f\u00fcr das Verst\u00e4ndnis elektrischer Ph\u00e4nomene.<\/p>\n<h2>Das Verhalten von Ladungen und konventioneller Strom<\/h2>\n<p>Negative Ladungstr\u00e4ger werden zu h\u00f6heren Spannungen gezogen, w\u00e4hrend positive Ladungstr\u00e4ger zu niedrigeren Spannungen gezogen werden. Dies f\u00fchrt dazu, dass der konventionelle Strom in einem Draht oder Widerstand stets von einem Bereich h\u00f6herer Spannung zu einem Bereich niedrigerer Spannung flie\u00dft. Ohmsches Gesetz besagt, dass ein Volt die Menge an Kraft ist, die erforderlich ist, um einen Strom von einem Ampere durch einen Widerstand von einem Ohm zu treiben.<\/p>\n<h2>Die Einheit der Spannung: Volt<\/h2>\n<p>Im Internationalen Einheitensystem (SI) wird das elektrische Potenzial in Joule pro Coulomb (J\u22c5C<sup>\u22121<\/sup>), oder Volt (V), ausgedr\u00fcckt. Ein Volt wird definiert als der Potenzialunterschied, der erforderlich ist, um einem Coulomb Strom eine Arbeit von einem Joule verrichten zu lassen. Ein Coulomb entspricht 6,28 x 10<sup>18<\/sup> Elektronen.<\/p>\n<h2>Typische Spannungswerte in der Praxis<\/h2>\n<p>Um verschiedene Gr\u00f6\u00dfenordnungen zu vergleichen, folgt eine Liste typischer Spannungsniveaus:<\/p>\n<ul>\n<li>1,5V (DC) &#8211; Eine g\u00e4ngige offene Kreisspannung f\u00fcr nicht wiederaufladbare Alkalibatterien (z. B. AAA, AA und C-Zellen).<\/li>\n<li>3,8V (DC) &#8211; Fast alle Smartphone-Batterien arbeiten mit 3,8 Volt.<\/li>\n<li>12V (DC) &#8211; Eine g\u00e4ngige Spannung f\u00fcr Autobatterien.<\/li>\n<li>110 &#8211; 120V (AC) &#8211; Die \u00fcbliche Steckdosenspannung in amerikanischen Haushalten.<\/li>\n<li>3kV &#8211; Spannung, die erforderlich ist, um jeden 1 mm eines elektrischen Lichtbogens zu erzeugen.<\/li>\n<li>110kV &#8211; Die Spannung in elektrischen \u00dcbertragungsleitungen.<\/li>\n<li>300 MV &#8211; Eine typische Spannung eines Blitzes.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Methoden zur Erzeugung von Spannung<\/h2>\n<p>Spannung kann durch verschiedene Methoden erzeugt werden, darunter:<\/p>\n<ul>\n<li>Statische Elektrizit\u00e4t &#8211; H\u00e4ufig durch den triboelektrischen Effekt verursacht.<\/li>\n<li>Elektrochemie &#8211; Durch chemische Reaktionen, die Elektronen \u00fcbertragen.<\/li>\n<li>Magnetinduktion &#8211; Durch Rotation von Spulen in einem Magnetfeld.<\/li>\n<li>Piezoelektrizit\u00e4t &#8211; Durch Verbiegen oder Verdrehen bestimmter Materialien.<\/li>\n<li>Thermoelektrizit\u00e4t &#8211; Durch Erhitzen zweier unterschiedlicher Materialien.<\/li>\n<li>Photoelektrischer Effekt &#8211; Durch Bestrahlung mit Photonen.<\/li>\n<li>Thermionische Emission &#8211; Durch Elektronenfreisetzung von einer hei\u00dfen Oberfl\u00e4che.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Spannung und die hydraulische Analogie<\/h2>\n<p>Die hydraulische Analogie ist ein n\u00fctzliches Werkzeug, um elektrische Schaltungen zu verstehen. Sie vergleicht elektrische Komponenten mit hydraulischen \u00c4quivalenten. In diesem Modell ist die Spannung vergleichbar mit dem Druckunterschied, der Wasser durch einen Schlauch treibt. Dieses Modell wird oft in der Lehre verwendet, um die unsichtbaren Prozesse in der Elektronik zu veranschaulichen.<\/p>\n<h2>H\u00e4ufig gestellte Fragen zur Spannung<\/h2>\n<p><b>Was ist wichtig f\u00fcr das elektrische Potenzial?<\/b> Obwohl das Konzept des elektrischen Potenzials n\u00fctzlich ist, sind nur Unterschiede in der potenziellen Energie messbar. Diese Unterschiede werden mit einem Voltmeter gemessen.<\/p>\n<p><b>Warum haben Alkalibatterien (AAA oder AA) 1,5V, w\u00e4hrend wiederaufladbare 1,2V haben?<\/b> Prim\u00e4rzellen verlieren mit der Nutzung allm\u00e4hlich an Spannung; sie beginnen bei 1,5 Volt, fallen auf 1,2 Volt und weiter bis auf 1,0 Volt, wo das Ger\u00e4t aufh\u00f6rt zu arbeiten. Sekund\u00e4rzellen arbeiten gleichm\u00e4\u00dfiger, sogar mit nur 1,2 Volt; sie haben eine flache Entladung, wo sie ziemlich konstant bei 1,2 Volt bleiben, bis sie ersch\u00f6pft sind, und dann schnell auf unter 1,0 Volt fallen.<\/p>\n<p><b>Was sind die typischen Spannungen f\u00fcr Ger\u00e4te im Haushalt?<\/b> Die meisten Haushaltsger\u00e4te verwenden Spannungen wie 1,5V (DC) f\u00fcr Alkalibatterien, 3,8V (DC) f\u00fcr Smartphone-Batterien und 110 &#8211; 120V (AC) f\u00fcr Steckdosen in Amerika.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/voltage-definition-circuits.png\" alt=\"Voltage\" \/><\/p>\n<div style=\"text-align: center; font-size: 20px;\">\n    <a href=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/voltage\/\">Original Article<\/a>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die mit V bezeichnete Spannung ist definiert als die Menge an Arbeitsenergie, die erforderlich ist, um eine elektrische Ladungseinheit von einem Referenzpunkt (a) zu einem bestimmten Punkt (b) in einem elektrischen Feld zu bewegen.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":2539,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_generate-full-width-content":"","footnotes":""},"categories":[11],"tags":[],"class_list":["post-78297","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-unkategorisiert","generate-columns","tablet-grid-50","mobile-grid-100","grid-parent","grid-50"],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v17.9 - 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