Physik Coulomb und Ampere Zusammenhang?
Habe ich das richtig verstanden? Ist Coulomb der Strom den in einer Sekunde fließt? Und im unterricht haben wir damit gerechnet, wir hatten glaube ich die Elektronen pro Sekunde und habe die Masse Berechnet. Oder geht dad nicht? Kann mir jemanf ekrlären wie man das macht?
2 Antworten
Habe ich das richtig verstanden? Ist Coulomb der Strom den in einer Sekunde fließt?
Ein Coulomb ist eine Amperesekunde, das Produkt aus einer Stromstärke und einer Zeit. Es ist die Ladungsmenge, die bewegt wird, wenn eine Sekunde lang ein Strom der Stärke 1 Ampere fließt.
Und im unterricht haben wir damit gerechnet, wir hatten glaube ich die
Elektronen pro Sekunde und habe die Masse Berechnet. Oder geht dad
nicht?
Das geht natürlich. Die Elementarladung ist recht genau bekannt und die Masse von Elektronen sicher auch.
Kann mir jemanf ekrlären wie man das macht?
Also Ladung ist Strom mal Zeit. Also wenn eine Sekunde lang ein Strom der Stärke ein Ampere fließt, wird ein Coulomb am Ladung bewegt. Die Elementarladung (Ladung eines Elektrons) beträgt ca. 1.6 * 10^(-19) Coulomb. Der Kehrwert davon ist die Anzahl der Elektronen, die sich in einem Coulomb Ladung befindet, also ca. 6.25 * 10^18 Elektronen pro Sekunde.
Ein einzelnes Elektron weist eine Masse von ca. 9.1 * 10^(-31) kg auf.
Die Ladungsmenge 1 Coulomb = 6.25 * 10^18 * e (wobei e hier für die Elementarladung steht) weist also eine Masse von ca. 6.25 * 10^18 * 9.1 * 10^(-31) kg = 5.7 * 10^(-12) kg auf.
Als wahnsinnig sinnvolle Rechnung für die Schule erachte ich das allerdings nicht, da die kleinen Zahlen natürlich wenig anschaulich sind.
Natürlich geht dass, ist aber trotzdem "sinnfrei".
Wie Du richtig schriebt ist 1 Coulomb = 1 A s, also eine Einheit für Ladung. Die Einheit ist leider sehr groß gewählt, denn ein Elektron hat nur eine Ladung von ca. 1.6 x 10^(-19) Coulomb.
Jetzt stell Dir vor durch ein Stück Draht fließt Strom. Dann kannst Du in Gedanken den Draht durchschneiden und sieht wir durch diesen Querschnitt dann eben Elektronen durchlaufen. Wenn nun so viele Elektronen durchlaufen, dass Ihre Summe 1 Coulomb ist dann sind dass eben 1 Coulomb/ 1.6 x 10^(-19) Coulomb Elektronen. Also rund 6 x 10^18 Stück.
Jetzt könnte man fragen wie viel Masse durch den Querschnitt geflossen ist - ja, also 6 x10^18 mal die Masse eines Elektrons (9.1 x 10 ^(-31) kg)! Eine Masse von nur 6 x 10^(-12) kg
Dennoch "sinnlos": Bei (fast allen) normalen Leitern wird keine Masse aufgesammelt. Du kannst Dir vorstellen, dass für jeden Ladungsträger, der in den Leiter reinkommt einer den Leiter verlässt. Das gilt nicht z.B. bei Batterien, da wird echt Material mit dem Strom bewegt (Faraday-Gesetz).