Elektronen pro Sekunde mit Stromstärke ausrechnen?
Hallo,
ich habe 1 A und muss davon die Elektronen pro Sekunde herausfinden die durch den Leiter fließen. Ich finde keine Formel online.
LG
4 Antworten
Die Stromstärke I ist definiert als die Anzahl an Ladungen (Coulomb, C), die pro Sekunde durch den Querschnitt des Leiters fließen. Bei einer Stromstärker von 1A ("Ampère") hast du einen Ladungsfluss von 1C pro Sekunde.
1C entspricht 6,2415065 * 10^18 Elektronen. Das sind etwa 6 Trillionen Elektronen.
Es ist wohl offensichtlich: Amper * 6,2415065 * 10^18
Endeinheit: Elektronen/sekunde
Weißt du, das ist genau das Problem vieler Schüler im Physikunterricht. Du klammerst dich an Formeln und lernst sie auswendig, aber wenn es auch nur ein kleines Bisschen um Transfer und Anwendung geht, klappt gar nichts mehr.
Deswegen nochmal mit Erklärung:
Die Stromstärke wird in Ampère (abgekürzt: "A") gemessen. 1A ist definiert als die Menge von 1 Coulomb (abgekürzt "C") an Ladung, die pro Sekunde durch den Querschnitt fließt. Wenn etwas "pro" etwas anderes ist, dann steht das immer für einen Bruch:
1A = 1C / 1sec
Das ist wie mit einer Geschwindigkeit. Wieviele Kilometer legst du in einer Stunde zurück = km/h. Im Prinzip habe ich dir gerade erzählt, dass du im Falle von 1 km/h genau einen Kilometer pro Stunde zurücklegst. Und du fragst mich, wie du ausrechnen kannst, wenn es mal nicht 1 km/h, sondern 2, 3, 4 ... sind. Dann legst du eben 2, 3, oder 4 Kilometer in der Stunde zurück. So verhält es sich hier auch. Wenn du mehr Ampère hast, dann fahren eben auch mehr Ladungen durch. Doppelt so viel Ampère, doppelt so viele Ladungen.
Und ob du nun 1C oder 6,2415065 * 10^18 Elektronen sagst, ist einfach nur Geschmacksache (so als ob du lieber m/s statt km/h sagst und entsprechend nur noch umrechnen musst).
"...genau das Problem..."
ich habe bei meinen eigenen Kindern festgestellt, daß es genau das Problem vieler Lehrer des Physikunterrichts ist.
Innerhalb weniger Jahre schaffen es die meisten, jegliche Freude und jegliches Interesse der Schüler an dem eigentlich spannendsten Stoff der Schule auszumerzen (wenige löbliche Ausnahmen gibt es natürlich...)
Die Kinder kämen von sich aus nie auf die Idee, eine Formel wie "v = s / t" oder "I = Q / t" oder gar "I = dQ / dt" zu lernen. Sie kämen aber vermutlich selbst auf die Formeln (und ungemein stolz), wenn man ihnen das Thema ein bisschen spannender nahe bringt. Merkwürdigerweise wusste man das schon in den 70er Jahren (z.B. Seymour Papert, https://motherboard.vice.com/en_us/article/9a3zzy/seymour-papert-a-pioneer-of-artificial-intelligence-and-kids-coding-has-died, oder auch Alan Kay, https://www.youtube.com/watch?v=Ud8WRAdihPg oder besonders schön: https://www.youtube.com/watch?v=NdSD07U5uBs) hat es aber vergessen (bzw: die meisten Lehrer haben noch nie was davon gehört!).
Da gebe ich dir Recht. Den Schülern kann man keinen Vorwurf machen. Mein bester Freund ist angehender Physiklehrer und hat ziemlich viele gute Vorsätze - ich drücke ihm die Daumen, dass er es auch so durchzieht. Der Lehrplan ist leider sehr eng getaktet und es ist schwer, sich die Zeit zu nehmen, ein Thema ganzheitlich zu behandeln und nicht nur hinzuklatschen.
Ich drück es etwas höflicher aus.
Also bei 1A hast du die Definition.
Ja, wo ist das Problem?
bei 2 mA ists ein 500stel weniger Elektronen, bei 12 kA sinds 12 tausend mal mehr.
Und - nicht gefragt - im metallischen Leiter ist die Elektronenwanderung etwa 1 m pro Sekunde, halt 6 Trillionen bei 1 A, oder entsprechend mehr oder weniger.
Das hat dann mit einer Formel nix zu tun, sondern ist nur Multiplizieren oder Dividieren des Ursprungswertes mit oder durch die abweichende Verhältniszahl.
- 1 Ampere = 1 Coulomb pro Sekunde
Dies bedeutet einen Durchsatz von 6,24151·10
18(etwa 6 Trillionen) Elektronen pro Sekunde.
Wikipedia - Ampere
danke. ich suche aber eine Formel zum ausrechnen die man auch benutzen kann wenn die Ampere zahle eine aber ist.
Auch Formeln kann man nicht ohne Nachdenken benutzen.
Es ist ja wohl logisch, dass bei abweichenden Ampere die Anzahl der Elektronen im gleichen Maße abweicht. Was willst du für eine Formel haben?
Strom ist abstrakt, schlecht vorstellbar.
Machen wir es konkret:
Durch einen Querschnitt von 10 qcm fließen 3 Liter. Wieviel Liter fließen unter gleichen Bedingungen bei 1 qm, bei 1 qmm?
Da kommt keine Zeit drin vor, kein Druck - das ist ein reiner Dreisatz, den man bereits in der 2. Klasse Grundschule beherrscht.
.. oder, damit du es wirklich kapierst
welcher Querschnitt ergibt sich bei 1000 Litern, bei 2 ml?
Ist das wie vorher, bloß reziprok.
Hast du das jetzt verstanden?
Danke schon Mal. gibt es dazu auch eine Formel mit der man rechnen kann falls der Ampere Wert ein anderer ist?