Elektrische Spannung auf atomarer Ebene?
Ich versuche mir gerade anschaulich verständlich zu machen, was Elektrizität ist und all die physikalischen Größen dazu bedeuten.Ich verstehe wie man die ganzen Einheiten zueinander umrechnet, kann mir unter Leistung etwas vorstellen (Aufwendung von Kraft pro Zeit auf eine Strecke), und dass man sich die elektrische Spannung zum Beispiel anhand von Höhendifferenzen in einem Wassersystem veranschaulichen kann. Für mich am einfachsten zu verstehen ist die Stromstärke (Elektronenfluss durch einen Leiterquerschnitt pro Zeit).Ich habe aber bislang vergeblich im Internet nach einem Modell gesucht, was die elektrische Spannung auf atomarer Ebene erklärt. Bei einer höheren Spannung ("Druck") und gleicher Stromstärke können sich die Elektronen ja weder schneller bewegen (hängt ja ohnehin vom Leitermaterial ab?), noch können mehr Elektronen den Leitungsquerschnitt pro Zeit durchschreiten, das würde sonst die Stromstärke ändern. Was ist ändert sich also zwischen einem Strom mit 1 Volt | 1Ampere und einem mit 2 Volt | 1 Ampere, sodass doppelt so viel Leistung erbracht wird? Verhält sich der Leiter anders, die Zahl der Photonen, die Masse der Elektronen? ^^Bestimmt eine blöde Frage, aber ich kann es mir einfach nicht vorstellen :(
1 Antwort
<< Bestimmt eine blöde Frage, Nein gar nicht. Allgemein folgt die Geschwindigkeit der Ladungsträger aus ihrer Dichte genau wie bei einem Bach auch:
j = p v ( 1 )
Und das Ohmsche Gesetz lautet in vektorieller Schreibweise
j = Sigma E ( 2 )
Dann folgt für die Leistung
dP = < v | dF > = < v | p E dV > = ( 3a )
und wegen ( 1 )
< j | E > dV ( 3b )
Besorg dir mal den ===> Becker-Sauter
" Theorie der Elektrizität " ; Band 1
Eine Energieübertragung durch das Feld hast du immer dann, wenn du gleichzeitig ein elektrisches E-Feld ( Spannung ! ) und ein magnetisches B-Feld ( Strom ) hast ===> Poyntingvektor
S = E X B ( 2.1 )
In dem Buch ist das auch sehr schön an Hand einer Zeichnung erklärt.