Wie schnell ist Elektrischer Strom?
Dadurch das selbst Lichtstrahlen(die ja als "non plus ultra" in der Geschwindigkeit gelten) auf sehr große Strecken, also im Weltraum, mehrere Jahre bis zur Ankunft an manchen Orten brauchen, habe ich mich gefragt ob ein sehr langer Leiter auch eine messbare Verzögerung vom Anschalten einer Stromquelle, bis zu dem Ankommen am Ende des Leiters erzeugen kann.
Also: Ist eine verzögerung möglich und wenn ja, wie lang müsste ein Kabel sein um eine deutliche Verzögerung zu Erreichen?
Antworten
Ungefähr 300 000 km/sec, also so schnell wie das Licht bewegen sich die Elektronen. Jetzt musst du mir nur noch sagen, was "deutlich" ist, dann kann ich dir sagen, wie lang der Leiter sein müsste.
Stell' es Dir als ein Rohr vor. Vorne pumpst Du Wasser hinein, hinten fließt es wieder heraus. Gibst Du am vorderen Ende einen Markerstoff hinzu, dann kannst Du feststelen, dass er nach einer bestimmten Zeit (in Abhängigkeit der Leitungslänge) am anderen Ende ankommt. Davon abgesehen fließt aber unmittelbar nach dem Aufdrehen des Hahns Wasser am anderen Ende, und zwar unabhängig von der Leitungslänge (Reibungseffekte mal unberücksichtigt gelassen).
Beim elektrischen Strom ist es genauso. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit (nicht die Geschwindigkeit der Elektronen) ist gleich der Lichtgeschwindigkeit im betrachteten Medium. Die hängt übrigens nach Maxwell von dielektrischer und magnetischer Materialkonstante ab.
andreas48 am 30. März 2008 15:28 nur ob er das verstanden hat...????
DH für dich
Aber eigentlich habe ich die Frage nicht beantwortet ;-) Also Zusatz: Man nehme ein transatlantisches Telefonkabel aus Kupfer. c = 2 * 10^8 m/s, l = 10.000 km (ich hoffe das stimmt). Schließe ich das Kabel in Amerika kurz und leite in Europa einen Impuls ein, so sollte eine Verzögerung von 20 * 10^6 / 2 * 10^8 = 0,1 Sekunden messbar sein.
Lichtgeschwindigkeit. Und nichts anderes geht schneller als die.
Lies dir ne Frage bitte durch bevor du sie beantwortest... ...was du geschrieben hast war keine Antwort auf meine Frage.
Smash am 30. März 2008 15:26 Du bist aber streng mit mir! Kannst Du Dir ja aber selber ausrechnen. Die Geschwindigkeit des Stromes ist 299 792 458 Meter pro Sekunde
ach sorry! Also bewegt sich Strom mit Lichtgeschwindigkeit das ist mir erst nicht so klar geworden aus deiner antwort danke dir...
Der Spannungsimpuls in Elektrischen Leitungen pflanzt sich mit Lichtgeschwindigkeit fort (300.000 km/sec), die Ladungsträger (Elektronen von minus nach plus, Löcher von plus nach minus[=technische Stromrichtung]) dagegen nur mit ca. 1 m/sec.
Der Strom breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Eine messbare Verzögerung hast du schon sehr schnell. Immerhin gibt es Kabellängenmesser, die einen impuls ins Kabel senden und dann die Zeitdauer messen, bis das Echo ankommt. Laserentfernungsmesser arbeiten auch schon ab ein paar Metern. Von der Erde bis zur Sonne würde es etwa 8 Minuten dauern.
Eine Impulse in der Leitung bewegt sich fast mit Lichtgeschwindigkeit, aber die Elektronen selbst bewegen sich nur etwa 1000 Meter/sec. Man kann annehmen die Leitung als ein voller Rohr wo die Elektronen sich bewegen. Betreffend Wechselstrom bewegen die Elektronen praktisch nur kurze Strecke hin und her.
ich sach ma 30 sekunden is ziemlich deutlich...
Na, dann rechne mal 30 [s] x 300 000 [km] = 9 000 000 km. Dann hätte die Elektronenbewegung schon ein Viertel der Strecke zur Venus zurückgelegt.
interessant... ...danke dir! sehr kompetent!