Was ist elektrische Spannung?

AUGE in AUGE stehen sie sich gegenüber, die Spannung ist fast GREIFBAR, ELEKTRISIEREND! Äh, was? Greifbar UND elektrisierend? Gut, dass wir uns nicht um "sprachliche Spannungsbögen" kümmern müssen. Lieber sehen wir uns an, was "die ELEKTRISCHE Spannung" ist und wie wir diese begreifen können. Dazu solltest du bereits wissen, was elektrischer STROM ist: "Der gerichtete Fluss von elektrischen Ladungen" , zum Beispiel von "Elektronen" in einem Kupferdraht. "Gerichtet" bedeutet: alle Ladungsträger fließen in EINE Richtung. Genau wie bei einem FLUSS, wo alle Wasserteilchen immer vom "Berg" ins "Tal", also von der "Quelle" ins "Meer" fließen. Bei den ELEKTRONEN heißt das: gemäß der "physikalischen Stromrichtung" vom MINUS-Pol zum PLUS-Pol. Aber dafür muss es ja irgendeine treibende KRAFT geben! Beim Wasserlauf ist es die SCHWERKRAFT, die das Wasser ins Tal zieht. Beim elektrischen Strom ist eine andere Kraft entscheidend: die "elektrostatische Abstoßung und Anziehung". Sie bewirkt, dass GLEICHNAMIGE Ladungen sich voneinander abstoßen , und UNGLEICHNAMIGE Ladungen sich anziehen. Deshalb werden die negativ geladenen ELEKTRONEN vom Minus-Pol WEG und zum Plus-Pol HIN gezogen. Klingt erstmal logisch – aber wo kommen die beiden Pole eigentlich her? Die sitzen oft direkt nebeneinander – zum Beispiel in einer Batterie. Die Elektronen fließen also von EINER Seite ausgehend im Kreis , um auf der ANDEREN Seite der Batterie wieder anzukommen. Daher die Bezeichnung "Stromkreis" für eine Anordnung wie diese hier. Die Batterie ist eine "Spannungsquelle" oder auch "elektrische Quelle". In ihr findet eine "Ladungstrennung" statt. Das heißt, NEGATIV geladene "Elektronen" werden von einzelnen Atomen getrennt, wodurch diese als POSITIV geladene "Atomrümpfe" zurückbleiben. Das geschieht in der Batterie durch einen chemischen Prozess, den wir uns ein andermal noch genauer ansehen. Ladungen können aber auch durch REIBUNG getrennt werden. Vielleicht hast du so sogar selbst schon mal einen kleinen Stromschlag bekommen? In großem Stil wird das mit einem "Van-de-Graaff-Generator" gemacht, wobei ein Gummiband an einem Metall reibt und dadurch eine Stahlkugel aufgeladen wird. Eine elektrische Quelle ist idealerweise so aufgebaut, dass die Ladungen in ihr auch getrennt BLEIBEN. Dann haben die Elektronen keine andere Möglichkeit, als durch den Draht zu fließen, um die positive Ladung auf der anderen Seite wieder auszugleichen. So wie bei der Quelle eines Flusses der HÖHENUNTERSCHIED gegenüber dem Meer entscheidend ist, so ist es bei der elektrischen Quelle die LADUNGSDIFFERENZ zwischen den beiden Polen. Die Energie, die in der Ladungstrennung steckt, beschreibt die "Potentialdifferenz" – DAS ist die elektrische Spannung. Sie ist die Ursache für den elektrischen Strom. Ohne Spannung ist KEIN Stromfluss möglich , allerdings kann eine Spannung bestehen, OHNE dass Strom fließt. Das ist zum Beispiel bei einer "Batterie" der Fall: Auch wenn sie noch gar nicht angeschlossen ist, besteht bereits eine "Potentialdifferenz" und damit die beiden Pole. Verschiedene Batterientypen haben eine unterschiedlich große Potentialdifferenz, die in VOLT angegeben wird. Das ist die EINHEIT der Spannung, benannt nach "Alessandro Volta", einem der Begründer der Elektrizitätslehre. Man spricht davon, dass eine "Spannung U anliegt", wenn eine elektrische Quelle an einen Stromkreis ANGESCHLOSSEN ist. Je größer die Spannung "U", desto größer auch die Stromstärke "I" im Stromkreis. Über den Stromfluss kann die elektrische ENERGIE, die die Spannungsquelle bereitstellt, zu einem Energie-WANDLER, zum Beispiel einer Lampe, transportiert werden. Es zeigt sich, dass DIESELBE Lampe mit unterschiedlichen Batterien auch UNTERSCHIEDLICH hell leuchtet , und bei zu großer Spannung sogar durchbrennen kann. Die Lampe im Stromkreis kann man sich als Energiewandler wie ein Wasserrad in einem FLUSS vorstellen, das durch den Wasserstrom angetrieben wird. In diesem Vergleich entspricht die elektrische Quelle einer PUMPE, die immer dafür sorgt, dass das Wasser von unten wieder nach oben gepumpt wird. So wird der HÖHENUNTERSCHIED und damit der Wasserstrom aufrechterhalten. Wird VIEL Wasser auf eine GROSSE Höhe gepumpt, wird der Wasserstrom umso stärker sein. Im Stromkreis ist es die POTENTIALDIFFERENZ, die durch die elektrische Quelle aufrechterhalten wird. Die Ladungen werden dabei genauso wenig verbraucht, wie das Wasser im FLUSS, allerdings lässt die Fähigkeit einer Batterie mit der Zeit nach, eine Spannung AUFRECHTZUERHALTEN. Genauso wie einer PUMPE fortlaufend Energie zugeführt werden muss, muss deshalb auch beispielsweise ein Handy-Akku immer wieder aufgeladen werden. Die "zweihundertdreißig Volt", die vom normalen Haushaltsnetz zur Verfügung gestellt werden, sind allerdings ein bisschen viel für ein Handy. Deshalb hat jedes Ladekabel noch ein "Netzteil", das die Spannung herunterregelt. Sowas würde man sich auch für einen BLITZ wünschen, bei dem sich eine Spannung in der Luft entlädt, die fast EINHUNDERT-MILLIONEN Volt erreicht! DAS wird eindeutig zu viel – schnell zur Zusammenfassung! Die elektrische Spannung ist die Ursache für den elektrischen Strom. In einer "elektrischen Quelle" werden Ladungen getrennt. Die getrennten Ladungen fließen im Stromkreis, um die POTENTIALDIFFERENZ zwischen Minus- und Pluspol wieder auszugleichen. Je größer die "Spannung U" der Quelle, desto größer die "Stromstärke I" im Stromkreis. So wird "elektrische Energie" übertragen, die in einem "Energiewandler" umgewandelt werden kann. Manchmal entlädt sich eine Spannung aber auch auf EINEN Schlag! Naja, oder auch nicht.