Frage von Usedefault, 58

Reihenstromkreis Stromgeschwindigkeit?

Hallo!

Einige behaupten in der Reihenschaltung fließt durch die Widerstände weniger Strom aber schneller, andere meinen das anders.

Wenn ich 9V Spannung über einen R = 1000 Ω anlege, so fließt überall ein Strom mit I = 9mA.

Fließt dieser überall gleich schnell?

Lg

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von TomRichter, Community-Experte für Physik, 26

> fließt durch die Widerstände weniger Strom

verglichen womit? Mit einem kleineren Gesamtwiderstand? Korrekt

> aber schneller,

Falls Du damit die Geschwindigkeit der Ladungsträger (im Draht also der Elektronen) meinst: Nein.

Je höher die Stromstärke, desto größer deren Geschwindigkeit.

Aber auch: Je dünner der Draht, desto größer deren Geschwindigkeit. Weil dieselbe Anzahl Elektronen, die vorne langsam durch den dicken Draht spazierte, hinten in der gleichen Zeit durch den dünnen Draht rennen muss.

Kommentar von Usedefault ,

Also haben die Elektronen in der Reihenschaltung alle dieselbe Geschwindigkeit, egal ob im Widerstand oder im Leiter betrachtet?

Und diese Flussgeschwindigkeit kann nur für alle Elektronen mehr oder weniger werden?

Kommentar von TomRichter ,

Wie wäre es, wenn Du erst die Antwort gründlich liest, bevor Du Fragen stellst?

> Je dünner der Draht, desto größer deren Geschwindigkeit.

ist doch wirklich nicht schwer zu verstehen?

Kommentar von Usedefault ,

Achso, ich meinte verglichen mit den Leitern.

Ob durch einen R die Elektronen schneller fließen, als durch die Leiter.

Also variiert die Stromgeschwindigkeit in der Schaltung, während die Stromstärke überall gleich ist.

Kommentar von TomRichter ,

Sowohl die Leiter als auch die Widerstände können unterschiedliche Durchmesser haben.

Kommentar von Usedefault ,

Ich fasse zusammen und hoffe ich liege jetzt richtig:

1.) Die Stromstärke ist in der Reihenschaltung überall dieselbe.

2.) Die Stromgeschwindigkeit ist in der Reihenschaltung nicht überall dieselbe, denn in Abschnitten der Schaltung mit dünnen Leitern oder Widerständen fließen die Elektronen schneller, während sie in dicken Leitern langsamer, aber nebeneinander fließen.

Kommentar von TomRichter ,

Fast  richtig, Du musst nur noch die undefinierte "Stromgeschwindigkeit" ersetzen durch wahlweise Ladungsträger- oder Elektronengeschwindigkeit.

Kommentar von Usedefault ,

Falls du noch einmal die Motivation findest zu antworten:

Wenn R konstant ist, kann I nur über U steigen. Du sagtest oben: "Mehr Stromstärke führt zu höherer Geschwindigkeit."

Daraus erschließe ich: U führt ggf. zu mehr Geschwindigkeit.

Führt das Erhöhen der Stromstärke immer zu höherer Geschwindigkeit, oder kann es auch sein, dass dann mehr Strom nebeneinander fließt?

Kommentar von TomRichter ,

> Führt das Erhöhen der Stromstärke immer zu höherer Geschwindigkeit,

Wenn die restlichen Bedingungen konstant bleiben: Ja, in allen Fällen, die Du kennen dürftest.

Es gibt Ausnahmen, da führt höhere Spannung nicht zu höherer Stromstärke, daher auch nicht zu schnelleren Ladungsträgern.

> kann es auch sein, dass dann mehr Strom nebeneinander fließt?

Mehr Ladungsträger? Auch da gilt: Nicht in den Fällen, die Du kennen dürftest. Da sind von Anfang an alle verfügbaren Ladungsträger beteiligt, so dass es deren Anzahl nicht zunehmen kann.

Die Überlegungen sind aber ziemlich nutzlos, in fast allen Fällen benötigt man die Stromstärke und nicht die Elektronen-Geschwindigkeit.



Kommentar von Usedefault ,

Ist mir klar, es geht mir aber um das Verständnis auch, nicht nur um den praktischen Nutzen einer Schaltung!

Antwort
von Kuno33, 23

Leider verstehe ich nicht ganz, was Du mit Deiner Frage meinst. In der Reihenschaltung addieren sich die Widerstände. Wenn Du in Deinem Beispiel zwei Widerstände zu 500 Ohm in Reihe schaltest, beträgt der Gesamtwiderstand 1000 Ohm.

Die Stromstärke ist keine Geschwindigkeit. Elektrische Felder verbreiten sich mit Lichtgeschwindigkeit, also 300.000 km/ Sekunde. Die Ladungsträger bwegen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Das kann man auch ausrechnen, macht man aber normalerweise nicht.

Kommentar von Usedefault ,

Aber ist der Strom der Elektronen im Widerstand schneller als in den Leitungen?

2 Elektronen neben einander sind gleich viele als 1 Elektron mit doppelter Geschwindigkeit.

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