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Ladungstrennung in der Physik - so wird's gemacht

In der Physik kommen zwei verschiedene Arten von Ladungen vor, sie werden (der Einfachheit halber) positiv und negativ genannt. Aber welche Möglichkeiten der Ladungstrennung gibt es dazu?

"Elektrischer" Bernstein ist seit dem Alterum bekannt.
"Elektrischer" Bernstein ist seit dem Alterum bekannt.

Ladungstrennung durch Reibung - prinzipiell seit dem Altertum bekannt

  • Zwar wusste man im Altertum noch nichts von den beiden unterschiedlichen Ladungen, jedoch beobachtete man bereits, dass geriebener Bernstein sich "elektrisch" verhält, also beispielsweise kleine Holzschnipselchen, aber auch Staubteilchen oder Pollen anzieht.
  • Der Erste, der sich wissenschaftlich mit diesem Verhalten auseinandersetzte, war William Gilbert, ein englischer Arzt und Naturforscher, im 16. Jahrhundert. Er fand eine große Anzahl von Stoffen, die durch Reiben elektrisch wurden, unter anderem Glas, Steinsalz und auch Diamant. Dagegen hatte er bei Metallen keinen Erfolg.
  • Allerdings gingen noch über 100 Jahre ins Land, bevor erkannt wurde, dass dieser "Zustand" durch elektrische Ladung hervorgerufen wurde, die sich durch Reibung auf der Oberfläche befand.
  • Auch heute noch ist die Ladungstrennung durch das Reiben bestimmter Stoffe ein nicht nur in der Schule gern vorgeführter Versuch. Dabei ist die "richtige" Kombination wichtig, beispielsweise Hartgummi und Wolle (der Stab trägt negative Ladung) oder Glas und Seite (das Glas hat positive Ladung). Das Reibzeug (Wolle, Seide) trägt dann die entgegengesetzte Ladung.

Übrigens: Auch die elektrische Aufladung der Gewitterwolken basiert auf Reibungselektrizität. Sie wird von winzigen Tropfen, die in ständiger Bewegung sind, erzeugt.

Ladungen trennen ohne Reibung - in der Physik funktioniert es so

In der Physik gibt es neben der Reibung jedoch weitere (sogar sehr effektive) Möglichkeiten zur Ladungstrennung.

  • Im einfachsten Fall genügt eine Art inniger Kontakt: Reist man von einer Oberfläche beispielsweise einen Klebestreifen ab, so verbleibt Ladung auf der Oberfläche (wenn sie nicht abfließen kann, versteht sich). Ähnliches lässt sich bei Folien aus Kunststoff beobachten.
  • Auch pulverförmige Stoffe können durch Berührung elektrisch werden, zum Beispiel beim Rieseln. Dieser Effekt ist von Salz und Zucker bekannt. 
  • Große Ladungsmengen, die man zum Beispiel für physikalische Schauversuche benötigt, lassen sich durch Influenz erzeugen. In einem Leiter lassen die Ladungen durch eine in der Nähe befindliche andere Ladung beeinflussen. So sammeln sich positive bzw. negative Ladungen an entfernten Stellen des Leiters, wo sie dann (beispielsweise mit einer isolierten Kugel) getrennt abgegriffen werden können.
  • Bei einer Influenzmaschine erfolgt genau dieses Abgreifen und Sammeln in ständiger Folge, sodass große Ladungsmengen erreicht werden können.

Übrigens: Auch die Chemie leistet einen Beitrag zur Ladungstrennung. Diese ist beispielsweise auch elektrochemisch möglich.

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