Spannungsimpuls

Während der Elektrische Strom mit Formelzeichen I auch populär gut bekannt und sein Zusammenhang mit Spannung und Widerstand aufgrund des Ohmschen Gesetzes gut rechenbar ist, wird das Thema Spannungsimpuls - obwohl in der heutigen Elektronik absolut wichtig - nach den eigenen Beobachtungen vernachlässigt. Nimmt man einen Stromkreis mit Spannungsquelle, doppelpoligem Ausschalter, Leitungen und Widerstand, so sind die Ladungen in der Spannungsquelle getrennt, so dass an einem Pol Elektronenüberschuss und am anderen Elektronenmangel herrschen, während die Leitungen hinter dem Schalter nach außen elektrisch neutral sind. Wird eingeschaltet, so bewegen sich in beiden Kabeln Spannungsimpulse mit ungefähr 0,7facher Lichtgeschwindigkeit. Der vom negativen Pol ausgehende Spannungsimpuls bewegt Elektronen von der Spannungsquelle in Richtung Widerstand und der vom positiven Pol ausgehende Spannungsimpuls bewegt positive Ladungen, was heißen soll, dass negative Ladungen oder Elektronen aus der Leitung in Richtung Spannungsquelle "abgesogen" werden. Der sich ausbreitende Spannungsimpuls stellt eine Änderung der Elektrischen Feldstärke E=F/q dar, so dass sich um den Leiter herum ein Magnetfeld auch dort bildet, wo noch keine Elektronen aus der Spannungsquelle nachgeflossen sind, d.h. die Leiter sind bereits dann durch Magnetfelder verbunden, wenn nur der Spannungsimpuls einen Leitungsabschnitt erreicht hat. Insofern ist es auch nicht verwunderlich, dass die Geschwindigkeit des Spannungsimpulses von der Kapazität und Induktivität des Kabels abhängt. Aus der Referierung und Entwicklung eines einfachen Modelles des Spannungsimpulses können allerdings interessante Fragestellungen und vielleicht sogar Einsichten abgeleitet werden. Stellt man sich ein solches Kabel unendlich lang vor, dann läuft auch der Spannungsimpuls immer weiter. Der Spannungsimpuls würde sich theoretisch unendlich weit und ewig ausbreiten, selbst wenn inzwischen die Batterie geleert worden ist. An dieser Stelle entsteht die Frage, ob Informationen bezüglich der Bedingungen und Verhältnisse am rückwärtigen Ende eines solchen Spannungsimpulses bis zur vorderen Impulsflanke durchkommen, d.h. den Impuls von hinten überholen können - dies ist populär nicht bekannt. Insofern sollte die Entleerung der Batterie keine Wirkung auf den Anfang des Spannungsimpulses haben. Selbstverständlich kann auch in einem einadrigen Kabel ein Spannungsimpuls sich ausbreiten, der somit vergleichbar wäre mit dem sich fortbewegenden Lichtsignal in einem Lichtleiter. Scherzhafte Leute meinen, dass man einen Lichtleiter, in welchem sich ein Lichtsignal ausbreitet, mit Anfang und Ende zusammen schließen könne, so dass dieses Lichtsignal auf ewig umlaufend wäre und Helligkeit spenden würde - nun andere glauben nicht daran und es käme auf einen Versuch an.