Ladung
Einleitung
Um die Grundlagen der Elektrotechnik wie Potential, Spannung oder Stromstärke zu verstehen, muss zunächt die elektrische Ladung näher erklärt werden. Hiefür müssen vorweg nochmals die Grundlagen des Atommodells ins Gedächtnis gerufen werden.
Formelzeichen
Einheit
Formel
Elementarladung
Atommodell
Betrachtet man den Aufbau eines Atoms besteht dieses vereinfacht ausgedrückt aus einem Atomkern und einer Atomhülle.
In der Atomhülle befinden sich die negativ geladenen Elektronen.
Im Atomkern befinden sich die elektrisch neutralen Neutronen und die positiv geladenen Protonen.
Von Natur aus befinden sich im Atom gleich viele Elektronen wie Protonen. Daher ist das Atom nach außen hin elektrisch neutral.
Negative oder positive Ladung
Wie erklärt ist ein Atom, von Natur aus, nach außen hin neutral.
Nun kann aber auf einen Körper eine bestimmte Ladung aufgebracht werden. Diese kann entweder positiv oder negativ sein.
Dabei gilt:
Besitzt ein Atom mehr Elektronen als Protonen: Negativ geladen.
Besitzt ein Atom mehr Protonen als Elektronen: Positiv geladen.
Berechnung
Mit der oben stehenden Formel dient zur Errechnung der Ladung. Im folgenden soll dies näher erklärt werden.
Bei e handelt es sich um die sogenannte Elementarladung. Diese hat einen konstanten Wert von 1,602 · 10−19C. So besitzt ein Elektron eine Ladung von -e und ein Proton die Ladung von +e.
Mit n wird die Anzahl an Ladungen angegeben.
Deshalb ergibt sich für die elektrische Ladung immer ein ganzzahliges Vielfaches der Elementarladung e.
Je nachdem wie viele Elektronen und Protonen sich auf dem Körper befinden bzw. wie groß der Elektronen- oder der Protonenüberschuss ist.
Zusammenfassung
Zusammenfassend lässt sich sagen:
Die elektrische Ladung lässt sich in eine negative und eine positive Ladung unterteilen.
Von Natur aus hat ein Atom nach außen keine Ladung. Dies ist der Tatsache geschuldet das sich gleich viele Elektronen und Protonen im Atom befinden.
Befinden sich mehr Elektronen als Protonen im Atom ist das Atom negativ geladen.
Befinden sich mehr Protonen als Elektronen im Atom ist das Atom positiv geladen.
Ausblick
Ein negativ geladenes Atom weist einen Elektronenüberschuss auf.
Ein positiv geladenes Atom weist einen Protonenüberschuss oder anders ausgedrückt einen Elektronenmangel.
Die Überschüssigen Elektronen, des negativ geladenen Atoms, möchten sich zum Atom mit Elektronenmangel (positiv geladenes Atom) bewegen, welches einen Elektronenmangel aufweist.
Dieser Elektronenfluss wird als Strom bezeichnet.