Elektrischer Pol

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Ein elektrischer Pol ist einer von zwei Punkten, zwischen denen eine elektrische Spannung herrscht. Die Zuordnung bzw. Anordnung der beiden Pole heißt Polung oder Polarität.

Der Pol als Anschlusspunkt[Bearbeiten]

Batterie mit Plus- und Minuspol
Elektrolytkondensator mit Plus- und Minuspol

In einem elektrischen Stromkreis muss ein elektrisches Bauelement (z. B. Batterie, Glühlampe) so angeschlossen werden, dass elektrische Ladung hindurchfließen kann. Dazu benötigt dieses (mindestens) zwei Anschlussstellen, genannt Pole, sodass die Ladungsträger an einer Stelle hinein und an der anderen heraus fließen können. Für den Anschluss eines Bauelementes gibt es daher (mindestens) zwei Möglichkeiten, die sich durch die Richtung unterscheiden, in der der Strom durch das Bauelement fließt. Wenn die Stromrichtung für das Bauelement eine Rolle spielt, so muss die elektrische Verbindungen polrichtig erfolgen, das heißt die beiden Pole müssen richtig zugeordnet werden.

Eine elektrische Spannung hat immer zwei Pole, zwischen denen eine Potentialdifferenz vorliegt. Bei Gleichspannung sind dies der positive Pol (Pluspol, kurz Plus, Zeichen + oder Anode) und der negative Pol (Minuspol, kurz Minus, Zeichen oder Kathode). Einzelne elektrische Pole bei Spannungsquellen gibt es nicht.

Bei Wechselspannung wechseln die Pole periodisch ihre Polarität.

Geschichte[Bearbeiten]

Wenn man Bernstein, einen Glasstab, eine Harz- oder eine Siegellackstange an Wolle oder Fell reibt, bemerkt man, dass leichte Körper (z. B. Staub) angezogen werden. Das Phänomen kannten schon die Griechen beim Bernstein, den sie „Elektron“ nannten. Dieser Bereich der Physik wurde später zur Elektrizitätslehre.

Man fand, dass der dabei auftretenden Ladung (z. B. der des Glasstabs) stets eine gleich große entgegengesetzte Ladung gegenübersteht. Vereinigt man die beiden entstandenen Ladungen, so heben sie einander auf (neutralisieren sich). Die Ladungen entstehen durch eine Ladungstrennung, die beim Reiben auftritt. Meyers Großes Konversationslexikon 1905 schreibt dazu:

Zwei Größen, die sich so verhalten, bezeichnet man als entgegengesetzte, und zwar die eine als positiv, die andere als negativ. …. Welche von beiden als positiv zu betrachten sei, darüber geben uns die Erscheinungen selbst keinen Wink; man ist aber übereingekommen, die Glaselektrizität positiv, die Harzelektrizität negativ zu nennen.[1]

Es wurde also festgelegt, welcher der beiden Pole als positiver und welcher als negativer Pol zu bezeichnen ist - die „Glaselektrizität“ wurde als „positiv“ festgelegt, unabhängig davon, wodurch (z. B. geriebener Stab, Batterie, Dynamo, Blitz) der Potentialunterschied zwischen den Polen hergestellt wird. Als später jene Teilchen entdeckt wurden, derentwegen die Harz- (Bernstein-)Elektrizität „negativ“ ist, wurde der griechische Namen für Bernstein – Elektron – auf diese Teilchen übertragen und damit wurden Elektronen zu negativen Ladungsträgern.

Technische Bedeutung[Bearbeiten]

Autobatterie (Akkumulator) mit Plus- und Minuspol

Bei Batterien, Akkumulatoren und elektrochemischen Elementen ergibt sich die Polung aus der elektrochemischen Spannungsreihe. Bei Thermoelementen ergibt sie sich aus der thermoelektrischen Spannungsreihe.

Bei Gleichspannung herrscht in metallischen Leitern am Pluspol Elektronenmangel und am Minuspol Elektronenüberschuss.

Dem Pluspol wird meist die Farbe Rot und dem Minuspol die Farbe Blau oder Schwarz zugeordnet.

Verpolungsschutz[Bearbeiten]

Hauptartikel: Verpolungsschutz

Viele Geräte und Baugruppen (Sensoren, Batterien, Stecker) sind gegen eine Verwechslung der Pole (Verpolung) geschützt. Entweder sind sie elektrisch geschützt – ein falscher Anschluss führt in diesem Falle nicht zur Zerstörung, sondern höchstens zu einer Sicherungsauslösung – oder mechanisch durch geeignet geformte Stecker oder verschieden geformte Kontakte (zum Beispiel die verschiedenen Durchmesser der Polbolzen einer Autobatterie).

Polung bei Wechselspannungen[Bearbeiten]

Bei Wechselspannung ist oft ebenfalls die Polzuordnung vorgeschrieben, um eine korrekte Phasen oder Potentialzuordnung zu erreichen. Beispiele sind Lautsprecherboxen oder die Wicklungen von Übertragern und Transformatoren. Da die Kennzeichnung mit „+“ und „−“ irreführend wäre (jedoch dennoch zuweilen so erfolgt), haben sich folgende Begriffe etabliert:

Schukostecker (2-polig) und Steckdose im Stromnetz

Bestimmung und Messung[Bearbeiten]

Die Art eines Poles gegenüber dem Gegenpol oder gegenüber Erde kann folgendermaßen bestimmt werden:

  • mit einem Spannungsmessgerät: es zeigt die (richtige) Polarität durch ein (fehlendes) Minuszeichen oder die Richtung des Zeigerausschlages an;
  • die Polart gegenüber Erdpotential mit einem Elektrofeldmeter.

Weitere Hilfsmittel:

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Meyers Großes Konversationslexikon 1905, Bd. 6. S. 664