Kräfte im E-Feld - warum bewegen sich Elektronen?

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3 Antworten

So ad hoc fallen mir erstmal Gegenfragen ein:

Wo soll der Strom fließen?

Was fließt da?

Woher kommt die Spannung?

Auf jeden Fall benötigt man mobile Ladungsträger, freie Bahn auf der Piste und etwas, das eine gerichtete Bewegung erzeugt.

Auch wenn es um den Strom im Kabel geht, kommt man nicht um Quantenmechanik herum (Stichwort Bändermodell). Ist das Material nicht homogen, etwa weil im Kupfer noch etwas anderes enthalten ist, oder weil die Gitterstruktur "gestört" ist, kann der Strom nicht frei fließen. Genauso wird es auf der Autobahn in Baustellen eng...

Und was passiert, wenn man eine Spannung an ein Stück Keramik anlegt? Nichts, es sei denn die Spannung ist verdammt hoch, deshalb nennt man das Isolator.

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Zum ersten Teil: Ladungen werden in elektrischen Feldern beschleunigt. D.h. sie müssten bei konstanter Spannung eigentlich immer schneller werden und der Strom müsste mit der Zeit immer größer werden. Das ist aber nicht so und der Grund dafür sind Stoßprozesse im Leiter, die dem Anwachsen entgegenwirken. Im Vakuum wäre es anders.

Das ist so ähnlich wie beim Fallschirmspringer, der auch nicht immer schneller wird, obwohl die Erde ihn konstant beschleunigt, weil es Luftreibung gibt. Im Vakuum wäre es anders.

Zum zweiten Teil: Man kann das ohm'sche Gesetz auch in differentieller Form schreiben, dann lautet es  j = σ- vielleicht meinte er das. Man kann sogar  noch elementarer an die Sache drangehen und diesen Zusammenhang ausgehend von den Maxwell-Gleichungen und der Kontinuitätsgleichung ableiten.

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Sind eigentlich irreführende Meinungen des Prof. Es gibt keine anderen Kräfte im E-Feld! Er meint vielleicht die magn. Kraft, aber das hängt ja zusammen, wenn Ladungsträger fließen, also bei Strom. Zum anderen besitzt jedes Atom das elektromagn. Feld, was allerdings durch gleiche Anzahl von Elektronen und Positronen neutral ist. Bei grundlegendes "Ohmsches Gesetz" kann ich mir nur vorstellen, dass er die Berechnung des Materialwiderstandes meint.

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