Elektronen energieabgabe im Stromkreis?

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Ich komme halt wieder mit meiner Potentialtreppe.

  • Nehmen wir einen bzw. zwei Widerstände, z.B. je 5 Ohm.
  • Teilen wir sie in je 5 "Widerstandsteilchen" ein.
  • Am Anfang jedes Widerstandsteilchens gibt das Elektron etwas Energie ab, und verliert Potential. (Das Potentialgefälle auf dem idealen Leiter ausserhalb des Widerstands wird vernachlässigt.)
  • Bei zwei Widerständen "weiss" das Elektron schon beim ersten Widerstandsteilen, dass es weniger Energie abgeben muss, weil es "sieht", dass die Stufe kleiner ist und noch 9 weitere Stufen folgen.
  • Bei nur bei einem Widerstand sind die Stufen grösser und es folgen nur noch 4 Stufen bis ans Ende.
  • Bei zwei Widerständen folgen die Widerstandsteilchen einfach häufiger aufeinander, weil das Gesamtpotential ja in beiden Fällen gleich ist.
  • Ergibt also halbe Stromstärke bei doppeltem Widerstand bei gleicher Spannung.

 - (Schule, Technik, Technologie)

Das ist ein sehr verständliches Gebilde. Im ersten Beispiel fließt ja der doppelte Strom wie im zweiten, das sagt ja aus dass in der gleichen Zeit nur halb so viele Teilchen ihre Energie abgeben. Aber entscheidet die strim stromstärke auch darüber wo die Teilchen ihre Energie abgeben? Weil du sagtest auch mal was davon dass bei höherer stromstärke die Teilchen ihre Energie schneller abgeben?

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@Lukas2812

Die Verbindung zur Stromstärke ist mit diesem Bild schwierig.
Meine damalige Antwort mit dem "Energie schneller abegeben" war wohl eher verwirrend.

Ich sagte auch, bei doppelter Sromstärke machen einfach doppelt soviele Elektronen ihre Arbeit (wie Bauarbeiter, die ein Loch graben: 4 schaffen entweder doppelt soviele Löcher wie 2 in der gleichen Zeit, oder sie brauchen nur die halbe Zeit für die gleiche Arbeit (gleich viele Löcher).
Die Elektronen fliessen doppelt so dicht (nebeneinander oder hintereinander), es gibt doppelt soviele Kollisionen mit Atomen, womit doppelte Energie pro Sekunde umgesetzt wird.

Jemand anders hat bei einer andern Frage von dir auch mal erklärt, dass alle Elektronen ihre Arbeit gleichzeitig machen.
Wenn nur ein Elektron am Drahtanfang reingeschoben wird, dann schieben sich alle Elektronen im Draht um eine Position vorwärts, verrichten Arbeit, und eines verlässt den Draht am Ende.

Die Stromstärke "entscheidet" aber nicht darüber, wo die Teilchen ihre Energie abgeben.

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Spannung und Widerstand allein reichen nicht, um Energie abzugeben. Erst wenn ein Strom fließt, kommt es zu einer Umwandlung in Wärme.

Man kann sich das so vorstellen, dass sich die Elektronen im Draht (im Widerstand ) reiben. Die Größe des Widerstands ist somit ein Maß für die "Reibung". Die Elektronen müssen durch den Widerstand durch und je "enger" es wird (der Widerstand ist dann größer) wird auch die Reibung größer und der Widerstand wird wärmer.

Bei einer Reihenschaltung von Widerständen wird aber auch die Spannung an den Widerständen geteilt, denn durch beide muss ja der gleiche Strom hindurch.

Rechne mal selbst mit diesen Gleichungen:

P(Leistung) = U(Spannung) x I (Strom)
R (Widerstand) = U / I

Woher ich das weiß:Berufserfahrung

Aber warum wird sie geteilt ?

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@Lukas2812

es ist eine Reihenschaltung: (+)----R1----R2----(-)

Da kann doch nicht die Spannung an R1 nicht genau so groß sein, wie die zwischen (+) und (-) .

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Aber woher wissen die Elektronen denn dass sie (wenn nun ein zweiter widerstand da ist) ihre Energie auf beide verteilen müssen?

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@Lukas2812

sie müssen doch die Energie nicht verteilen. Bildlich gesehen, müssen sie sich durch den Draht zwängen und jeder Widerstand "verbraucht" dann genau die Energie, die der Größe des Stroms und seinem Widerstand entspricht.

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Denn sie (die Stromstärke) ist die einzige Größe, die sich bei der Veränderung der Schaltung auch verändert.

Nein. Ist sie nicht.

Wenn du zwei Widerstände in Reihe schaltest, dann hast du pro Widerstand nur noch die halbe Spannung.

Die Elektronen geben nicht "ihre" Energie ab, sondern die des elektrischen Feldes, das sie antreibt. Wenn ich mit dem Schraubenschlüssel eine Mutter festziehe, gibt der Schraubenschlüssel auch nicht "seine" Energie an das Gewinde ab, sondern meine.

Ihr müsst andere Ansätze zum Antworten finden.
Ich habe schon x Stunden verbraten, dies Lukas2812 anhand seiner vielen ähnlichen Fragen plausibel zu machen.
Ich glaube, ich geb's auf.

Ich weiß leider auch nicht mehr weiter... Ist halt auch ein sehr schwieriges Thema - die Fragen kratzen an Grundlagen die bei uns im Studium zum Teil erst im 4. Semester in Zusammenhang mit den Maxwellgleichungen behandelt wurden... Das vollständige Bild auf einen Blick geht halt irgendwie nicht - und jede Vereinfachung bietet wieder die Gefahr der Fehlinterpretation. Ich zweifle auch, dass das Medium "Forum" (in diesem Fall?) wirklich geeignet ist, Grundlagenwissen zu vermitteln...

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@kmkcl

ich zweifle auch. dennoch juckt es mich, ich habs nochmal probiert in der andern Antwort.

aber ich weiss nicht, welches mechanistische Erklärungsmodell alle Phänomene unter einen Hut bringt. Die Sache mit der Stromstärke passt da nicht rein, und auch beim Wassermodell finde ich diesmal nichts analoges.

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