Dünner oder dicker Draht (Reihenschaltung)?
Im einfachen Stromkreis (in Reihe geschaltet)
Welcher bewegt die elektrische Ladung schneller und effizienter (mit Begründung bitte schnell!!!)
Danke schonmal.
4 Antworten
Moin,
elektrische Ladung schneller und effizienter
Das sind keine Worte die ich mit Strom in Verbindung bringen würde. ...
Strom macht Wärme. Umso mehr Strom in einem Leiter fließt umso wärmer wird er. Es fällt auch umso mehr Spannung ab.... Das hängt alles aber von den Absoluten Werten ab.
Ist der Strom extrem klein ist es auch egal, ob der Leiter ganz dünn oder dick ist.
Ladungen können sich in Leitern nicht schneller oder langsamer bewegen. Durch einen Dicken Draht passen einfach mehr Ladungen gleichzeitig durch wie durch einen dünnen. Wobei das auch nicht ganz stimmt. In der Praxis wird ein Leiter nicht grenzwertig belastet. (Ausnahme Kurzschluss!)
Der einzige Leiter der grenzwertig belastet wird ist der Glühdraht einer Glühlampe! Dabei wird die heiseste Stelle immer noch heiser (Weil der Leiter dünner wird ..:) und dort geht sie am Ende kaputt!
Dünner oder dicker Draht (Reihenschaltung)
Wenn du das so machst, kombinierst du die Nachteile von Beiden. (Nicht zu empfehlen) => Teure Materialkosten und Engpass
Man sollte von einer Sicherung zur Nächsten immer die gleiche Stärke (Man nennt es Querschnitt. Es gibt genormte Größen 1,5; 2,5; 4; 6; 10 ... mm²) verwenden.
Grüße
Moin,
Nicht schreiben
Das ist falsch.
Sondern schreiben wie du das machst, das in einem Stromkabel der Strom plötzlich doppelt so schnell fließt. (Bei der Energieversorgung ist das ja relativ egal.) In der Informationsverarbeitung ist das aber wichtig. Wie machst du das ? Ich kenne keine Methode ...
Grüße
Die Geschwindigkeit von Ladungen (Elektronen) ist eine ganz andere (<1mm/s) als die Signalgeschwindigkeit (nahe Lichtgeschwindigkeit). Wenn du einen Lichtschalter betätigst, geht ein Signal an die Elektronen in der Lampe, dass sie sich bewegen sollen. Das geschieht nahezu sofort.
Aber die Ladungen fließen nicht vom Schalter zur Lampe, bei Wechselstrom überhaupt nicht, da zittern sie nur hin und her, bei Gleichstrom extrem langsam. Lies dir mal den Link in meiner Antwort durch, da wird das erklärt.
Moin,
du hast mich sowohl in der urspünglichen Antwort, als auch in meinem Kommentar falsch verstanden und leider gibt auch dein Link keine wirklich neuen Erkenntnisse. Auch die Formel v=l/(n*A*e) enthält keinen Faktor, wo du die Ladungen in einem Leiter nach Belieben mal schneller und mal langsamer machen könntest! ... Da das hier an einen Laien geht, bleibe ich auch bei dem Satz. ...
(Ich mache hier Schluss!)
Grüße
Die Anzahl der Elektronen im Leiterstück (n) ist abhängig vom Durchmesser. Da n im Nenner steht, ist v umgekehrt proportional zur Querschnittsfläche.
Das entspricht auch dem Ohmschen Gesetz P = I² * R. Wo sich bei Reihenschaltung die Ladungen am schnellsten bewegen, wird die meiste Leistung verbraten.
In der Frage steht "Welcher bewegt die elektrische Ladung schneller?". Die Frage habe ich beantwortet. Dabei ist egal, ob sie von einem Laien oder Experten gestellt wurde.
Die einzelnen Ladungen (Elektronen) bewegen sich bei gleichem Strom umso schneller, je kleiner der Querschnitt ist. Normalerweise sehr langsam, zB 0,074 mm / s bei 1mm² und 1A.
Die Signalgeschwindigkeit ist aber immer nahe der Lichtgeschwindigkeit.
Die Effizienz ist aber umso größer, je größer der Querschnitt ist. Weil dann die Widerstandsverluste am geringsten sind.
Die Reihenschaltung ist erst einmal bedeutungslos bei der Fragestellung, so wie ich sie zunächst verstehe.
Wenn sich in einer Schaltung zwei Leiter an gleicher Spannung nur in der Querschnittsfläche unterscheiden, dann ist beim Leiter mit dem größeren Querschnitt die Stromstärke größer wegen des kleineren Widerstandes. Bei alltäglichen Versorgungsleitungen spielt das bei Strecken unterhalb von 10 m und mittelmäßiger Belastung in aller Regel praktisch keine nennenswerte Rolle.
Bei Versorgungsleitungen ist natürlich der Leiter mit dem größeren Querschnitt immer effizienter im Hinblick auf die energetischen Transportverluste. Bei Glühdrähten oder Heizdrähten kann der Leiter mit dem kleineren Querschnitt u.U. effizienter sein im Hinblick auf die Licht- oder Wärmeerzeugung.
Die Driftgeschwindigkeit der Ladungsträger (in der Regel Elektronen) ist bei gegebener Stromstärke beim Leiter mit dem größeren Querschnitt etwas kleiner. Zur Veranschaulichung: Beim aufgestauten Verkehr mit immer gleichem Verkehrsfluss (Fahrzeuge pro Sekunde auf einer unverzweigten Straße) wächst die Geschwindigkeit der Fahrzeuge im umgekehrten Verhältnis zur jeweiligen Straßenbreite: An der schmalsten Stelle ist naturgemäß die Geschwindigkeit am Größten.
Möglicherweise ist Deine etwas unklar formulierte Fragestellung auch so zu verstehen, dass zwei Leiter mit unterschiedlichen Querschnitten in Reihe geschaltet sind. Hier müssen natürlich wegen der gleichen Stromstärke im dünneren Draht die Elektronen schneller driften. Andernfalls müsste eine Verzweigung vorliegen, an der Elektronen zu- oder abgeführt werden.
Mit "Effizienz" hat das allerdings in keiner Hinsicht etwas zu tun!
Beide sind gleich schnell. Der Dickere verträgt nur mehr Strom.
Danke für die Antwort jedoch bin ich mir nicht sicher, ob es stimmt da wir uns im Unterricht aufjedenfall auf etwas geeinigt haben aber ich nicht mitgeschrieben habe...Im internet findet man auch nichts dazu.
Die Driftgeschwindigkeit ist nicht gleich! Siehe meine Antwort oben!
Die Signalgeschwindigkeit ist gleich. Die Geschwindigkeit der Ladungen ist bei gleichem Strom umso größer, je dünner der Draht ist. Diese Geschwindigkeit spielt aber praktisch keine Rolle, sie ist eh extrem gering.
Das ist falsch.