Was genau ist Masse?

[chris_kah]

doch:

Dabei ist es egal ob es der positive, negative oder der Mittelabgriff ist. Die Masse muss nicht immer das negativste Potential haben. (Bei frühen Transistorgeräten ist die Betriebsspannung oft negativ zur Masse)

 

[vegan]

Also selbstverständlich danke ich erstmal allen Teilnehmern meine Denkblockade beheben zu wollen, ich weiß eure Mühe sehr zu schätzen.

Dennoch tue ich mich etwas schwer.
Dass es der Definition eines Nullpunktes dient, soweit bin ich ja schon, ich versteh nur nich wie und warum dass so ist.
Ich hab jetzt mal die letzten Tage bis in die aller tiefsten Tiefen des Atomaufbaus (Atomorbitale), Elektronenkonfiguration, Periodensystem, Metallbindungen und elektrische Leitfähigkeit recherchiert, in der Hoffnung da mal auf die Antwort zu stoßen warum sich die Teilchen so verhalten wie sie es zu tun scheinen, woher wissen diese Teilchen jetzt dass was auch immer da angeschlossen ist ein Nullpunkt sein soll? Jedes mal wenn ich eine Theorie habe und glaube es verstanden zu haben widerspricht diese Theorie einer Reihe von Naturgesetzen und unterm strich ergibt es einfach keinen Sinn für mich.

...
3) Die "Masse" ist der Referenzpunkt worauf sich die Spannungen in Geräten beziehen.
...

...
Bei deinem Bild 2 hat der -Pol der Batterie das gleiche Potential wie die Masse.
...

Aber warum? Was passiert da auf elementarer Ebene dass sich die Elektronen denken "Oho, sieh an. Sieh mal Helga, dass muss einer dieser Nullpunkte sein von dem die Bettina schon so oft erzählt hat.".

 

[omnimusicus]

Wenn ich mich auch noch einschalten darf ...

... Was passiert da auf elementarer Ebene ...

Nichts, gar nichts. Die Elektronen merken davon nichts.
Um nochmals zu zitieren:

"Masse ist nichts anderes als ein gedachter Punkt, zu dem man alle anderen Punkte in Verhältnis setzt."

Nicht die Elektronen müssen wissen, wohin sie sollen, sondern Du selbst mußt in einer Schaltung nachvollziehen, wohin sie gehen. Die Referenzpunkte sind also nur für Dich als Schaltungsbauer (oder -versteher) wichtig. Die Elektronen machen das schon selber.
Die fließen nur stumpf von A nach B, auch ohne Referenz.

Ich behaupte, daß Du jetzt nur mittels Empirie weiterkommst. Kein Elektroniker braucht Orbitalmodelle und Periodensysteme, um eine Schaltung zu bauen.
Mein Vorschlag ist: Wie wär's, wenn Du z.B. mit ein paar Batterien und alten Fahrradlampen experimentierst, um Dir selbst ein mentales Bild zu bauen, wann wo welcher Strom fließt ? (z.B. mehrere Stromkreise: wann fließt untereinander Strom ...) Es fehlt Dir offensichtlich an einem grundlegenden Verständnis für das Verhalten von Strom und nach meiner Erfahrung läßt sich das am einfachsten mit realen Beispielen erarbeiten, weniger mit abstrakter Theorie.
Echte Kabel statt Internet

Nur mein Vorschlag. Letztlich ist das mit dem Strom gar nicht so schwer.
Das Schwierigste ist eher, sich von einem mentalen Bild zu lösen, das man schon hat.

der Omnimusicus

 

[HenrySalayne]

Aber warum? Was passiert da auf elementarer Ebene dass sich die Elektronen denken "Oho, sieh an. Sieh mal Helga, dass muss einer dieser Nullpunkte sein von dem die Bettina schon so oft erzählt hat.".

Stell dir eine Treppe vor. Du legst jetzt einen Stein auf die 5. Stufe. Dann hat die Unterseite des Steins (-) das gleiche Potential wie die 5. Stufe. Genau so verhält es sich auch mit Spannungen. Es gibt keinen Nullpunkt, sondern nur einen Bezugspunkt.

 

[vegan]

Nichts, gar nichts. Die Elektronen merken davon nichts.
Um nochmals zu zitieren:

"Masse ist nichts anderes als ein gedachter Punkt, zu dem man alle anderen Punkte in Verhältnis setzt."

Nichts? Den Elektronen ist es völlig egal dass da und was da angeschlossen ist? Ich könnte da genau so gut mit nem Kaugummi ne Baumwollschnur dran kleben? Wenn das nur ein gedachter Punkt ist, warum haben wir dann de Facto einen Metallnagel im Boden einer Hausversorgung zu stecken?

Ich behaupte, daß Du jetzt nur mittels Empirie weiterkommst. Kein Elektroniker braucht Orbitalmodelle und Periodensysteme, um eine Schaltung zu bauen.
Mein Vorschlag ist: Wie wär's, wenn Du z.B. mit ein paar Batterien und alten Fahrradlampen experimentierst, um Dir selbst ein mentales Bild zu bauen, wann wo welcher Strom fließt ? (z.B. mehrere Stromkreise: wann fließt untereinander Strom ...) Es fehlt Dir offensichtlich an einem grundlegenden Verständnis für das Verhalten von Strom und nach meiner Erfahrung läßt sich das am einfachsten mit realen Beispielen erarbeiten, weniger mit abstrakter Theorie.
Echte Kabel statt Internet

Das mit der Empirie betreibe ich schon. Steckplatine, Batterien, Widerstände, Kondesatoren, Dioden, Transistoren, ... aber ich bemerke einfach, dass es immer wieder Arbeitsprozesse gibt die ich einfach nur nachmache, weil man mir das so gesagt hat, ohne wirklich zu verstehen was ich da eigentlich mache. Masse hat, in meinem Fall, die größte Differenz zwischen Anwendung und Verständniss. Man könnte auch sagen die Potentialdifferenz zwischen Anwendung und Verständnis ist sehr hoch, also zwischen Anwendung und Verständnis herrscht eine große Spannung. Da ich das als sehr belastend empfinde bezeichne ich diese Spannung als negativ. Wenn man sich einfach Gitarrenpedal- oder Verstärkerselbstbausatz fertig kauft, dann ist das ja nur Malen nach Zahlen. Da muss man von Masse nicht viel verstehen aber wenn ich vor habe mal meine eigenen Pedale und Verstärkerschaltungen zu entwerfen, dann ist mir das tiefe Verständnis, was ich da mache und wieso, schon sehr wichtig.

Das Schwierigste ist eher, sich von einem mentalen Bild zu lösen, das man schon hat.

Amen Bruder

Stell dir eine Treppe vor. Du legst jetzt einen Stein auf die 5. Stufe. Dann hat die Unterseite des Steins (-) das gleiche Potential wie die 5. Stufe.

Aber warum hat der Stein dann auf einmal das gleiche Potential?....und jetzt sag bitte nicht weil ich den da hin gelegt hab, dann fang ich an zu weinen

 

[nasi_goreng]

Dennoch tue ich mich etwas schwer.
Dass es der Definition eines Nullpunktes dient, soweit bin ich ja schon, ich versteh nur nich wie und warum dass so ist.
.... warum sich die Teilchen so verhalten wie sie es zu tun scheinen, woher wissen diese Teilchen jetzt dass was auch immer da angeschlossen ist ein Nullpunkt sein soll?


Aber warum? Was passiert da auf elementarer Ebene dass sich die Elektronen denken "Oho, sieh an. Sieh mal Helga, dass muss einer dieser Nullpunkte sein von dem die Bettina schon so oft erzählt hat.".

Ich schrieb oben, dass das Trennen von Ladungen zu einer Spannung (= Potentialdifferenz) führt.
Hänge ich zwischen die getrennten Ladungen einen Leiter oder Widerstand, dann versuchen sich die Ladungen darüber auszugleichen und es fließt Strom.
In einer elektronischen Schaltung trennt das Netzteil die Ladungen und je nach Dimensionierung der Bauteile fließen Ströme und enstehen Spannungen weil sich die Ladungen ausgleichen wollen. (können sie aber nicht, solange das Netzteil eingeschalten ist und immer wieder Ladungen nachliefert).
Das einzelne Elektron weiß sein Ziel nicht, es lässt sich buchstäblich in die Richtung treiben wo am wenigsten seiner Artgenossen sind.

Die Masse, d.h. den Schaltungsnullpunkt wählt der Schaltungentwickler. Man könnte irgendeinen Punkt der Schaltung nehmen, aber am sinnvollsten ist einer an dem die Spannung stabil ist. Und das ist nun mal ein Abgriff des Netztteils.

Ich weiß nicht, ob Dir diese Antwort hilft oder ob Du noch grundlegendere Fragen hast.
Es muß klar sein, dass diese Erklärungsversuche alle nur auf Modellen basieren.
Allerdings kommt man in der modernen Technik mit diesen Modellen schon erstaunlich weit

Aber ich denke nicht, dass die grundlegende Natur der Elektrizität mit Nah- und Fernwirkung auch nur annähernd geklärt ist. Und das können wir in diesem Thread erst recht nicht

Gruß

 

[vegan]

Ich schrieb oben, dass das Trennen von Ladungen zu einer Spannung (= Potentialdifferenz) führt.

Ok, check

Hänge ich zwischen die getrennten Ladungen einen Leiter oder Widerstand, dann versuchen sich die Ladungen darüber auszugleichen und es fließt Strom.

Veto!
Wenn das so wäre, dann würden sich ja auch die + und - Ladungen unterschiedlicher Batterien ausgleichen wollen denn....

Das einzelne Elektron weiß sein Ziel nicht, es lässt sich buchstäblich in die Richtung treiben wo am wenigsten seiner Artgenossen sind.

Wenn das einzelne Elektron sein Ziel nicht kennt und einfach nur dahin geht wo die wenigsten Artgenossen sind, dann müsste es doch beim +Pol der fremden Batterie einen Mangel an Artgenossen sehen und sagen, nichts wie hin.
So wäre auch mein logisches Verständnis gewesen aber so ist es ja anscheinend nicht.

Wie man es dreht und wendet die Erklärungsversuche widersprechen sich immer gegeseitig

 

[Primut]

Veto!
Wenn das so wäre, dann würden sich ja auch die + und - Ladungen unterschiedlicher Batterien ausgleichen wollen denn....

Hängt schlichtweg von der Verschaltung der Batterien ab.
Wenn du zwei Batterien beispielsweise + an - und - an + verschaltest (also gegensinnig gepolt), dann schließen sie sich tatsächlich kurz und entladen sich gegenseitig.
Schließst du dagegen zwei Batterien in Serie mit - an + , so erhälst du an den beiden übrigen + und - als neue Potentialdifferenz die Summe der beiden einzelnen Batteriespannungen. (sorry, bin gerade zu müde, das bildlich darzustellen).

Das einzelne Elektron weiß sein Ziel nicht, es lässt sich buchstäblich in die Richtung treiben wo am wenigsten seiner Artgenossen sind.

Das kann ich leider nicht bestätigen! Der Strom und somit die Elektronen fließen immer entsprechend der Richtung des Potentialgefälles den Weg des geringsten Widerstandes! Die physikalische Stromrichtung ist dabei von - nach + und die techn. Stromrichtung nach Definition entsprechend umgekehrt.

D.h. ein ganz fremder Plus-Pol interessiert die Elektronen gar nicht (beispielsweise wenn zwei Batterien elektrisch nicht verbunden sind), er muss schon in ingendeine Weise elektrisch in "das eigene Potentialgefälle" eingebunden sein.
Das Potentialgefälle oder die Spannung ist der Antrieb für die Elektronen zu fließen. Fließen können sie jedoch nur in einem geschlossenen Stromkreis. Wieviel Elektronen gleichzeitig fließen wird durch die Stromstärke dargestellt.

Übrigens, sind die Fragen aus deinen Bildern in Post 7 schon geklärt? Hab jetzt gerade nicht alle Beiträge lesen können.
Dass der dort jeweils eingezeichnete Massepunkt für die elektrische Funktion bei den einfachen Schaltungen vollkommmen unerheblich ist, hast du dir ja sicher mittlerweile denken können, wenn der Massepunkt nur eine Definition des Bezugs-Nullpunktes ist.
D.h. als Schaltungsentwickler könnte ich die Masse als Bezugs-Nullpunkt auch an jede andere beliebige Stelle legen. Dann würde halt mein Voltmeter, dass ich ja üblicherweise mit Minus an die Masse anschließe, halt jeweils entsprechend unterschiedliche Spannungen anzeigen, weil der Bezugspunkt unterschiedlich ist. Eingebürgert hat sich aber tendenziell schon Minus als Masse.

Sehr wichtig ist dieser Null-Bezugspunkt (ich bleib jetzt mal beim Schwachstrom) in der Musikelektronik, damit alle Audio-Geräte, Effektgeräte, Preamps, Amps den gleichen Bezugspunkt für ihre Signalbearbeitung / Vestärkung haben. Weil genau nur darauf sind sie ausgelegt und nur so funktionierten sie sauber.

 

[vegan]

...ein ganz fremder Plus-Pol interessiert die Elektronen gar nicht (beispielsweise wenn zwei Batterien elektrisch nicht verbunden sind), er muss schon in ingendeine Weise elektrisch in "das eigene Potentialgefälle" eingebunden sein.

Warum dass so sein soll und woher die Elektronen wissen welches "das eigene Potentialgefälle" ist hab ich immer noch nicht verstanden.

...Dass der dort jeweils eingezeichnete Massepunkt für die elektrische Funktion bei den einfachen Schaltungen vollkommmen unerheblich ist, hast du dir ja sicher mittlerweile denken können, wenn der Massepunkt nur eine Definition des Bezugs-Nullpunktes ist...

...Sehr wichtig ist dieser Null-Bezugspunkt (ich bleib jetzt mal beim Schwachstrom) in der Musikelektronik, damit alle Audio-Geräte, Effektgeräte, Preamps, Amps den gleichen Bezugspunkt für ihre Signalbearbeitung / Vestärkung haben. Weil genau nur darauf sind sie ausgelegt und nur so funktionierten sie sauber.

Na was denn nun, unerheblich oder sehr wichtig?
Und wenn das für Musikelektronik so wichtig ist, worauf kommt es denn dann an?

Übrigens, sind die Fragen aus deinen Bildern in Post 7 schon geklärt? Hab jetzt gerade nicht alle Beiträge lesen können.

Nein, ich glaube nicht. Ich glaube es sind noch einige fragen hinzugekommen.


Nochmal eine kleine Bilderserie.
Im Prinzip ist ja ein Metallgehäuse, wie jedes andere Metallstück, "nur" ein elektrischer Leiter. Allerdings ist das Metallgehäuse ja an nichts angeschlossen, es führt nirgendwo hin. Es ist also im Prinzip so, als würde ich einfach nur ein Stück Leiter ohne Ziel an den Minuspol anschließe.
Jetzt die Bilderserie:




Bild 1 zeigt einen einfachen Gleichstromkreis mit einem Verbraucher. Es liegt kein Kontakt zum Draht und somit auch nicht zum Gehäuse vor. Masseanschluss: Nein.
Bild 2 zeigt den gleichen Gleichstromkreis, diesmal ist zwar der Draht an den Minuspol angeschlossen jedoch nicht an das Gehäuse. Masseanschluss: Nein.
Bild 3 zeigt nun den Gleichstromkreis, der am Minuspol über einen Draht am Gehäuse verbunden ist. Masseanschluss: Ja.
Warum liegt in Bild 2 KEIN Masseanschluss vor, jedoch in Bild 3? In beiden Fällen wurde an den Minuspol ein elektrischer Leiter angeschlossen, der nirgendwo hin führt, wo also ist der Unterschied?

 

[Primut]

Warum dass so sein soll und woher die Elektronen wissen welches "das eigene Potentialgefälle" ist hab ich immer noch nicht verstanden.

Nun, Spannungen haben immer die Neigung, sich auszugleichen. Schau dir eine gepannte Feder an: Die Feder ist bestebt, wieder in den entspannen, ausgeglichenen Zustand zu kommen.
Ebenso sind Elektronen bemüht, das Potentialgefälle, die Spannung "auszugleichen", d.h. mal stark vereinfacht physikalisch dargestellt: die negative Polatität des Elektrons mit der positiven Polarität eines Elektronenloches zu einem ausgeglichenem, d.h. neutralen Zustand zu führen.
Spannungsquellen mit einen + und einem - Pol stellen halt durch eine Ladungstrennung (bei der Batterie auf chemischen Weg) einen Antrieb für die Elektronen dar, wieder einen Ausgleich zu erzeugen, d.h. wie ich schon erwähnte physikalisch vom - Pol der Spannungsquelle zum +Pol der Spannungsquelle zu bewegen. Wenn dieser Ausgleich vollständig umgesetzt wurde, ist die Batterie halt leer.

Ist doch eigentlich ganz einfach: D.h. die Elektronen interessieren sich nur für den +Pol der Spannungsquelle, von dessen -Pol sie stammen. Du kannst also die Spannungsquelle immer als die Ursache für den jeweiligen Stromfluss vom -Pol zum +Pol eben dieser Spannungsquelle nehmen. Und der Stromfluss läuft dabei von dem einen Pol der Spannungsquelle über den geschlossenen Stromkreis zum anderen Pol der Spannungsquelle. Natürlich können auch mehrere Batterien auf verschiedene Arten verschaltet werden, damit wird dann das eben erklärte Grundprinzip etwas erweitert, aber es ändert sich nicht.

Na was denn nun, unerheblich oder sehr wichtig?

Hey, wenn ich mir schon Mühe gebe und soviel schreibe, dann bitte ebensoviel Mühe geben und genau lesen!
Ich habe ganz einfach unterschiedliche Fälle beschrieben, ist doch naheliegend, dass es in unterschiedlichen Fällen auch unterschiedlich ist!
D.h. das Beispiel mit der Musikelektronik ist halt etwas komplexer als dein einfaches Beispiel aus den Bildern, so dass halt die einzelnen Faktoren eine etwas unterschiedliche Relevanz haben, siehe Erklärung weiter unten....

Und wenn das für Musikelektronik so wichtig ist, worauf kommt es denn dann an?

Nun, wir hatten ja schon festgestellt:

Die Masse ist eine Definition des Bezugs-Nullpunkts.

Wenn die Masse also nur eine Definition ist, dass hat sie also vorrangig keine elektrische sondern andere Funktion. Das hängt dann vom jeweiligen Einsatzgebiet ab.

In der Starkstromtechnik (Wechselspannung) beispielsweise hat die "Masse" oder eigentlich "Erde" eine Schutzfunktion.

In der Elektronik stellt die Masse immer den Bezugspunkt für die Spannungsmessung dar. Wie schon erwähnt: Ist in Schaltungen die Masse nicht extra definiert, messe ich gegen Minus und definiere meine Masse also selbst.

In der Musikelektronik hatte ich ja erwähnt, kommen ganz unterschiedliche elektronische Geräte hintereinander zum Einsatz (Preamps, Effekte, etc. , Amps). Jedes dieser Geräte hat eine eigene Spannungsquelle. Die Funktion dieser Geräte ist eben auf diese Spannungsquelle ausgelegt, geeicht. Nun sollen aber externe Audiosignale bearbeitet werden. Diese sind jedoch eigentlich unabhängig von der internen Spannungsquelle, mit dessen Hilfe sie bearbeitet werden sollen, sie hängen also eigentlich sozusagen in der "Luft" und haben kein Bezug zur Spannungsquelle und können damit eben nicht wirklich wie gewünscht verarbeitet werden.
Also legt man einen Eingang des Audio-Signals auf "Masse" und bildet genau damit den Bezug zur Spannungsquelle. Nun ist also eine adäquate Signalverarbeitung möglich, weil der Bezugspegel definiert ist, von dem aus gearbeitet werden soll.
Weiterhin erreiche ich beim Verbund von mehreren Geräten durch diese einheitliche Masse in allen Geräten sozusagen eine Synchronisierung der Bezugspegels für die Signalbearbeitung in allen Geräten gleichzeitig. Nur dadurch ist eine sinnvolle Arbeitsweise möglich.

In der Musikelektronik wird weiterhin gerne mit "Masse" die Abschirmung assoziiert. Das ist zwar begrifflich nicht ganz richtig (schließlich sind Masse und Abschirmung zwei recht verschiedene Angelegenheiten), jedoch wird die Abschirmung meist auf die Masse gelegt. Daher haben wir in diesem Fall dann zwar einen inhaltlichen Unterschied, jedoch elektrisch eine Verbindung.

Das ist die Sache mit deinen letzten Bildern, dort dient das Gehäuse als "Abschirmung".
Die Abschirmung ist eigentlich ein Extra-Thema. In den Bildern ist das auch wieder etwas stark vereinfacht, nur kurz: Für den Stromfluß von der Batterie über den Verbraucher (in diesem einfachen Beispiel) ist diese Draht-Verbindung zur Abschirmung vollkommen unerheblich.
In der Musikelektronik sieht das dagegen anders aus: Es sollen schwache Audio-Signale bearbeitet und verstärkt werden, und zwar ohne zusätzliche Störungen! Nun gibt es aber überall recht viele, verschiedene elektromagnetische Felder (Funk, Bluetooth, Radio etc.). Und diese Felder induzieren eben in eine "offene" Audioschaltung Störungen, welche dann natürlich mitverstärkt werden. Das ist natürlich nicht gewünscht.
Also umgibt man die Audioschaltung mit einer Abschirmung, so dass die Störungen von der Abschirmung aufgenommen werden.
Da die Schaltungsmasse ja der Null-Bezugspunkt ist und als solcher eben nicht verstärkt wird, kann man also auch die Abschirmung mit diesem Null-Bezugspunkt verbinden und erhält damit keine Verstärkung der Störsignale.

Bild 1 zeigt einen einfachen Gleichstromkreis mit einem Verbraucher. Es liegt kein Kontakt zum Draht und somit auch nicht zum Gehäuse vor. Masseanschluss: Nein.
Bild 2 zeigt den gleichen Gleichstromkreis, diesmal ist zwar der Draht an den Minuspol angeschlossen jedoch nicht an das Gehäuse. Masseanschluss: Nein.
Bild 3 zeigt nun den Gleichstromkreis, der am Minuspol über einen Draht am Gehäuse verbunden ist. Masseanschluss: Ja.
Warum liegt in Bild 2 KEIN Masseanschluss vor, jedoch in Bild 3? In beiden Fällen wurde an den Minuspol ein elektrischer Leiter angeschlossen, der nirgendwo hin führt, wo also ist der Unterschied?

Ok, um auf deine letzten Bilder zurückzukommen:
Das sind nur stark vereinfachte Beispielbilder, über die Sinnhaftigkeit lässt sich sicher streiten.
Das mit dem Gehäuse ist, wie ich bereits ausgeführt habe, keine Masse sondern eigentlich eine optionale Abschirmung.
In dieser einfachen Schaltung ist kein expliziter Massepunkt eingezeichnet und der einfache Stromfluss über den Verbraucher funktioniert eben auch ohne diesen definierten Massepunkt. Wird jedoch ein Massepunkt benötigt, so ist es sinnvoll, den -Pol als Masse zu definieren. In Bild 3 wurde dadurch, dass die Abschirmung mit dem -Pol verbunden wurde, damit sozusagen der -Pol als Massepunkt indirekt durch die Schaltung definiert.
Es gibt verschiedene Konzepte, wie man mit der Abschirmung umgeht, dem Stromfluss an sich über "den Verbraucher" ist die Abschirmung letztlich egal.
Aber möglicherweise ist "dem Verbraucher" selbst - wie schon weiter oben erwähnt - die Abschirmung nicht ganz egal.
Bild 2 ist elektrisch mit Bild 1 identisch.
Üblich ist als Abschirmungsvariante Bild 3, obwohl Bild 1 ebenfalls möglich wäre, solange das Gehäuse um die elektronische Schaltung vollständig geschlossen ist. Das ist aber erfahrungsgemäß aufwendiger und anfälliger.

So, dass war jetzt alles extrem bildlich und stark vereinfacht erklärt. Die Realität sieht im Detail mitunter noch viel interessanter und spannender aus, aber es ging hier ja erstmal darum, das Grundprinzip zu erklären.
Ich hoffe, du kannst mit meiner Erklärung was anfangen, ansonsten können andere weitermachen....

 

[vegan]

...die Elektronen interessieren sich nur für den +Pol der Spannungsquelle, von dessen -Pol sie stammen.

DASS das so ist wurde ja schon oft genug erwähnt aber nach wie vor widerstrebt es meiner Logik und das wird vorraussichtlich auch so bleiben bis nicht mal eine Beweisführung angebracht wird WARUM das so ist. Der Wissenschaft muss doch irgend Erklärungsmodell haben welches plausibel beschreibt woher die Elektronen wissen, mit welchen Ionen sie rekombinieren und mit welchen nicht.
Wenn mein Konto negativ geladen ist und ich komme in Kontakt mit jemandem der mir Geld geben will, um mein Konto auszugleichen, dann ist mir doch egal ob dieser jemand mein Chef ist, meine Freundin oder ein Fremder auf der Straße.
Für alles in der Physik/Naturwissenschaft allgemein gibt es Regeln, Leitsätze, Formeln, ... für jeden kleinen Fitzel in der Physik gibt es Aufschlüsselungen, Herleitungen, sogar mathematische Beweisführungen aber wenn ich frage warum sich Elektronen so verhalten dann heißt es immer (Ich überspitze) "Is halt einfach so".
Ich habe, wie schonmal erwähnt, bis in die tiefsten Tiefen der Elektronenkonfiguration gesucht um eine Antwort darauf zu finden aber sobald es dann wieder um elektrischen Strom geht...."Is halt so".

In der Musikelektronik hatte ich ja erwähnt, kommen ganz unterschiedliche elektronische Geräte hintereinander zum Einsatz (Preamps, Effekte, etc. , Amps). Jedes dieser Geräte hat eine eigene Spannungsquelle. Die Funktion dieser Geräte ist eben auf diese Spannungsquelle ausgelegt, geeicht. Nun sollen aber externe Audiosignale bearbeitet werden. Diese sind jedoch eigentlich unabhängig von der internen Spannungsquelle, mit dessen Hilfe sie bearbeitet werden sollen, sie hängen also eigentlich sozusagen in der "Luft" und haben kein Bezug zur Spannungsquelle und können damit eben nicht wirklich wie gewünscht verarbeitet werden.
Also legt man einen Eingang des Audio-Signals auf "Masse" und bildet genau damit den Bezug zur Spannungsquelle. Nun ist also eine adäquate Signalverarbeitung möglich, weil der Bezugspegel definiert ist, von dem aus gearbeitet werden soll.
Weiterhin erreiche ich beim Verbund von mehreren Geräten durch diese einheitliche Masse in allen Geräten sozusagen eine Synchronisierung der Bezugspegels für die Signalbearbeitung in allen Geräten gleichzeitig. Nur dadurch ist eine sinnvolle Arbeitsweise möglich.

Und wieder muss ich fragen WARUM das so ist. Lies dir mal meinen ersten Post durch. Nur weil der Fahrlehrer mir 100 mal sagt "Das Gaspedal ist das Pedal, bei dessen Betätigung das Fahrzeug eine positive Beschleunigung erfährt.", weiß ich deshalb immernoch nicht welches denn nun das Gaspedal ist. Und analog dazu, wenn du den Fahrlehrer fragst: "Herr Lehrer, warum fährt das Auto eigentlich." und der Fahrlehrer antwortet "Weil du auf das Gaspedal drückst.", dann kommst du dir auch ein bisschen veralbert vor, oder? Es würde nicht lange brauchen und da sagst "Das meinte ich nicht. Ich meine den technischen Grund warum das Auto fährt." und der Fahrlehrer sagt "Ach so, das meinst du. Na weil du auf das Pedal drückst.". Für einen kurzen Moment würde dir das Gesicht entgleisen, du sammelst dich kurz wieder fragst erneut "Ich glaube wir haben uns etwas falsch verstanden. Erklär mir was genau passiert dass sich das Auto in Bewegung versetzt.". Jetzt der große Auftritt deines Fahrlehrers "Ach so, dass willst du wissen, ja das ist eigentlich ganz einfach. Du drückst auf das Pedal, dadurch neigt es sich nach vorne und dann weiß das Auto dass du losfahren willst. Je mehr sich das Pedal neigt umso schneller fährt das Auto. Ist doch ganz einfach." Jetzt bist du emotional da, wo ich bin.

Ich hab mal noch ein Bildchen erstellt. Das sind jetzt drei mögliche Schaltungen, da ich aber Masse in seiner Wirkweise so wenig verstehe kann ich nicht sagen was da passiert und warum, mit anderen Worten ich wäre nicht in der Lage vorherzusagen was da passiert und warum. Worauf jetzt Bezug genommen wird, was da abgeschirmt wird und warum, keine Ahnung.

In der Musikelektronik wird weiterhin gerne mit "Masse" die Abschirmung assoziiert. Das ist zwar begrifflich nicht ganz richtig (schließlich sind Masse und Abschirmung zwei recht verschiedene Angelegenheiten), jedoch wird die Abschirmung meist auf die Masse gelegt.

Na toll, das auch noch. Jetzt kommt zu meinem Unverständniss auch noch die kreuz und quer Synonymisierung der Fachwelt.

In der Musikelektronik sieht das dagegen anders aus: Es sollen schwache Audio-Signale bearbeitet und verstärkt werden, und zwar ohne zusätzliche Störungen! Nun gibt es aber überall recht viele, verschiedene elektromagnetische Felder (Funk, Bluetooth, Radio etc.). Und diese Felder induzieren eben in eine "offene" Audioschaltung Störungen, welche dann natürlich mitverstärkt werden. Das ist natürlich nicht gewünscht.
Also umgibt man die Audioschaltung mit einer Abschirmung, so dass die Störungen von der Abschirmung aufgenommen werden.
Da die Schaltungsmasse ja der Null-Bezugspunkt ist und als solcher eben nicht verstärkt wird, kann man also auch die Abschirmung mit diesem Null-Bezugspunkt verbinden und erhält damit keine Verstärkung der Störsignale.

Da kommen wir zu einem neuen sehr interessanten Punkt, den ich nicht verstehe.
Störsignale werden mit der Abschirmung abgefangen und über Masse abgeführt so dass sie nicht mit verstärkt werden. Soweit, so klar......so unlogisch.
1. Wir reden bei Audiosignalen von Wechselspannung, das heißt die Spannung geht ja nicht in eine Richtung mit einem Minuspol sondern wechselt immer hin und her. Wenn ich jetzt an eine Seite einen Bezugspunkt anschließe dann wechselt der doch auch ständig, was bringt das?
2. Wenn Störsignale auf Masse abgeführt werden und die eine Seite meines Gitarrensignals (Wechselspannung) auch an Masse angeschlossen ist dann müsste das doch auch auf Masse abgeführt werden.

 

[HenrySalayne]

Ist doch eigentlich ganz einfach: D.h. die Elektronen interessieren sich nur für den +Pol der Spannungsquelle, von dessen -Pol sie stammen.

So ein Käse. Jegliche Potentialdifferenz kann einen Strom (Elektronenfluss) zur Folge haben. Bei der Batterie gibt es aber und kann es nur eine Potentialdifferenz geben, wenn beide Pole angeschlossen sind.

DASS das so ist wurde ja schon oft genug erwähnt aber nach wie vor widerstrebt es meiner Logik und das wird vorraussichtlich auch so bleiben bis nicht mal eine Beweisführung angebracht wird WARUM das so ist.

Ist es wirklich so schwer zu verstehen, dass eine Potentialdifferenz nur zwischen zwei Punkten existieren kann, die zum gleichen System gehören? Wenn zwei Punkte elektrisch verbunden werden (durch einen guten Leiter), befinden sie sich auf gleichem Potential. Einfachste Beweisführung: Batterie Kurzschließen und Spannung messen. Ergebnis: Irgendetwas um 0 V (in der Idealbetrachtung tatsächlich 0 V). Das ganze ist so einfach, dass ich nicht weiß, warum man irgendwelchen hinkenden Modelle anschleppen muss, um den Strom und die Spannung irgendwie zu erklären. Die reale Physik dahinter ist so komplex, dass sie nicht groß zum Verständnis beitragen wird. Sprich: Elektrodynamik, Maxwell, Elektrisches und Magnetisches Feld, Influenz und Induktion.

Was sollen diese Bilder eigentlich aussagen?

1. Wir reden bei Audiosignalen von Wechselspannung, das heißt die Spannung geht ja nicht in eine Richtung mit einem Minuspol sondern wechselt immer hin und her. Wenn ich jetzt an eine Seite einen Bezugspunkt anschließe dann wechselt der doch auch ständig, was bringt das?
2. Wenn Störsignale auf Masse abgeführt werden und die eine Seite meines Gitarrensignals (Wechselspannung) auch an Masse angeschlossen ist dann müsste das doch auch auf Masse abgeführt werden.

1. Der Bezugspunkt wechselt nicht. Wenn du auf einer Seite ein Bezugspotential hast, dass du als 0 V definierst, ändert sich nur die Spannung der anderen Seite.
2. Nochmal: Der Pickup hat zwei Kontakte, nennen wir sie der Einfachheit halber mal + und -. + hat eine Spannung U gegenüber -. Wenn jetzt - auf das Potential Masse gelegt wird, indem - elektrisch mit Masse verbunden wird, dann hat + die Spannung U gegenüber Masse. Und ja, im Zweifelsfall kann dann ein Strom über Masse fließen, aber nur von + zu - (bzw. umgedreht) und es wird nichts abgeführt.
Das ein Schirm Störsignale abführt ist schon wieder einmal absoluter Blödsinn. Wir sind in diesem Fall wieder bei elektrischen Feldern und insbesondere dem Faradayschen Käfig bzw. dem Thema Influenz.

 

[Gast 23432]

Was sollen diese Bilder eigentlich aussagen?

Ich halte sie für falsch, ich denke: zwischen den mit + und - gekennzeichneten Anschlußen fehlt die Masse.

 

[waldru]

Was Masse ist, ist eine reine Frage der Definition. Ich bringe mal ein Beispiel aus dem Kfz-Bereich: im Auto ist es allgemein üblich den Batterieminuspol mit der Fahrzeugmasse (= Karroserie) zu verbinden. Bei einigen alten Autos aus UK haben die Hersteller aber den Batteriepluspol mit der Karosserie = Masse verbunden - hat aber auch funktioniert - sollte man aber beim Reparieren wissen
Bei Pickups ist es doch genauso, wenn ich zwei verschieden Hersteller "mische" kann es sein, dass ich bei einem PU die Anschlüsse vertauschen muss, damit ich keinen Outofphase-Effekt bekomme.

 

[-N-O-F-X-]

Bild 1 zeigt einen einfachen Gleichstromkreis mit einem Verbraucher. Es liegt kein Kontakt zum Draht und somit auch nicht zum Gehäuse vor. Masseanschluss: Nein.
Bild 2 zeigt den gleichen Gleichstromkreis, diesmal ist zwar der Draht an den Minuspol angeschlossen jedoch nicht an das Gehäuse. Masseanschluss: Nein.
Bild 3 zeigt nun den Gleichstromkreis, der am Minuspol über einen Draht am Gehäuse verbunden ist. Masseanschluss: Ja.
Warum liegt in Bild 2 KEIN Masseanschluss vor, jedoch in Bild 3? In beiden Fällen wurde an den Minuspol ein elektrischer Leiter angeschlossen, der nirgendwo hin führt, wo also ist der Unterschied?

Erinnerst du dich noch an die Sache mit dem Planschbecken, Swimming Pool und Meeresspiegel? (https://www.musiker-board.de/threads/was-genau-ist-masse.618687/#post-7572518)
Die Masse sollte so viele Ladungsträger enthalten, dass sie ein stabiles Potential hat und gewisse Schwankungen an Ladungsträgern nicht zu einer bemerkbaren Änderung des Potentials führen (vgl: in einem See macht es sich im Wasserspiegel nicht bemerkbar, wenn man einen Eimer Wasser hinein schüttet, da sich das zusätzliche Wasser gleichmäßig verteilt und somit kaum Auswirkungen hat).
Das Gehäuse kann man in der hier genutzten Analogie wohl mit dem See vergleichen, den angeschlossenen Draht ohne Verbindung zum Gehäuse vielleicht eher mit einem Glas Wasser.
Dadurch lässt sich auch die Schutzfunktion von Masse beschreiben: Die Masse stellt ein Auffangbecken für die Ladungsträger dar, ohne dass sie dabei merklich geladen wird. Dies wird zum Beispiel bei Blitzableitern genutzt.

 

[nasi_goreng]

Ahhrg, und was hat jetzt der Swimming Pool mit dem Auto zu tun


Spaß beiseite, ich glaube inzwischen nicht mehr, dass es hier wirklich um eine Sachfrage geht.
Nix für ungut

 

[HenrySalayne]

Die Masse sollte so viele Ladungsträger enthalten, dass sie ein stabiles Potential hat und gewisse Schwankungen an Ladungsträgern nicht zu einer bemerkbaren Änderung des Potentials führen

Das ist schon die nächste falsche Analogie. Die Masse sollte Niederohmig mit den Spannungsquellen verbunden werden.
Sie muss es aber nicht, wie folgende Skizze zeigt:


Masse ist hier über einen Spannungsteiler zwischen + und - definiert. Belastet man Masse aber, ändert sich das Potential der Masse gegenüber + und -.

 

[-N-O-F-X-]

Gut, dann lese ich mal lieber weiter still mit, bevor ich hier noch mehr Unsinn erzähle

 

[vegan]

Ist es wirklich so schwer zu verstehen, dass eine Potentialdifferenz nur zwischen zwei Punkten existieren kann, die zum gleichen System gehören?

Um ehrlich zu sein ja. Du selbst hast gerade mal 2 Sätze vor dieser Frage gesagt:

JEGLICHE Potentialdifferenz kann einen Strom (Elektronenfluss) zur Folge haben.

Jetzt sagst du NUR zwischen zwei Punkten des selben Systems. Also wenn ich hier für manche überdurchschnittlich schwer von Begriff erscheine und für den einen oder anderen vielleicht sogar undankbar, weil ich das Wissen einfach nicht annehmen will, dann seid etwas nachsichtig da es hier schon genügend widersprüchliche Aussagen gab und mir als Nixpeiler wird nun die Bürde auferlegt instinktiv zu wissen wer recht und wer nicht.

Wenn zwei Punkte elektrisch verbunden werden (durch einen guten Leiter), befinden sie sich auf gleichem Potential.

Was nach deiner letzten Aussage ja schon wieder nicht sein kann. Ich gehe mal davon aus, wir können uns darauf einigen dass diese zwei Punkte nicht einfach so, sim-sala-bim, auf dem gleichen Potential sind. Wenn wir davon ausgehen, und das ist am wahrscheinlichsten, dass diese zwei Punkte vor dem Verbinden nicht auf dem gleichen Potential waren muss ja im Moment des Verbindens ein Ausgleich stattfinden. Das widerspricht aber der Aussage dass dies nur zwischen zwei Punkten des gleichen Systems passieren kann.
Ist meine Verwirrung etwas nachvollziehbar?

Gut, dann lese ich mal lieber weiter still mit, bevor ich hier noch mehr Unsinn erzähle

Schade, die Analogie mit dem Gehäuse dem See hat mir gefallen. Ich hätte zwar immer noch nicht gewusst ab wann denn eine Masse groß genug ist um als See zu gelten.

Die Masse sollte Niederohmig mit den Spannungsquellen verbunden werden.

Warum? Ist das wieder nur Definitionssache oder hat das technische Relevanz und wenn ja, welche?

 

[HenrySalayne]

Ist meine Verwirrung etwas nachvollziehbar?

Nein.

Was nach deiner letzten Aussage ja schon wieder nicht sein kann. Ich gehe mal davon aus, wir können uns darauf einigen dass diese zwei Punkte nicht einfach so, sim-sala-bim, auf dem gleichen Potential sind. Wenn wir davon ausgehen, und das ist am wahrscheinlichsten, dass diese zwei Punkte vor dem Verbinden nicht auf dem gleichen Potential waren muss ja im Moment des Verbindens ein Ausgleich stattfinden. Das widerspricht aber der Aussage dass dies nur zwischen zwei Punkten des gleichen Systems passieren kann.

Damit diese zwei Punkte ein Potential zueinander haben können...

Ist es wirklich so schwer zu verstehen, dass eine Potentialdifferenz nur zwischen zwei Punkten existieren kann, die zum gleichen System gehören?

Wenn sie sich also schon im gleichen System befinden und nicht auf gleichen Potential sind, gibt es einen Kurzschluss und dass System verändert sich. Wenn diese Punkte nicht im gleichen System sind, passiert nichts. Sie sind erst durch die Verbindung im gleichen System und haben dann durch die Verbindung das gleiche Potential. Spannung bzw. das Potential ist eine relative Betrachtung. Es gibt keine absoluten Spannungswerte! Wenn du die Spannung einer Batterie bestimmst, dann immer gegenüber dem anderen Pol (relativ).

Jegliche Potentialdifferenz kann einen Strom (Elektronenfluss) zur Folge haben

Weil es Potentialdifferenzen nur in einem System geben kann.
Ich wollte damit eher aussagen, dass es den Elektronen egal ist, ob sie von Spannungsquelle A oder B stammen. Es kann auch ohne Potentialdifferenz einen Stromfluss geben. Nehmen wir als Beispiel wieder die kurzgeschlossene Batterie. Es fließt ein Kurzschlussstrom zwischen + und -, aber die Spannung ist 0.

Warum? Ist das wieder nur Definitionssache oder hat das technische Relevanz und wenn ja, welche?

In der Beispielskizze ist die Masse instabil, da sich das Potential bei Belastung des Spannungsteilers ändert. Die Masse kann durch Kondensatoren oder eine aktive Schaltung stabilisiert werden.
Deswegen habe ich auch sollte geschrieben: Die muss nicht niederohmig mit den Spannungsquellen verbunden sein, aber dann muss man sie nicht stabilisieren.