nutzt man bei strom die kin energie der elektronen?

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6 Antworten

Nein, die Bewegung der Elektronen, die durch den elektrischen Strom verursacht wird, ist sehr langsam. Ihre Eigenbewegung durch thermische Effekte ist wesentlich stärker und bewirkt dennoch keinen Stromfluss im klassischen Sinne.

An jedes geladene Teilchen ist ein so genanntes elektrisches Feld gekoppelt und die Energie wird im Prinzip dadurch übertragen, wenn das geladene Teilchen sich bewegt, sich im Raum die Verteilung die elektrischen Feldstärken ändert. Das geht sogar durch Vakuum hindurch. Wenn Du zwei geladene Teilchen in einem Vakuum hättest, sie von äußeren Feldern abschirmen könntest und dann eines der Teilchen "anfassen" und "schütteln" würdest, würde sich das andere Teilchen auch bewegen. Dadurch hast Du im Prinzip "Energie durch das Vakuum" übetragen. Die Energie wurde dabei durch das elektrische Feld übertragen, das den Raum, der die geladenen Teilchen umgibt, durchdringt. Deswegen funktionieren auch drahtlose Übertragungstechniken wie Rundfunk oder WLAN.

Die Frage wurde schon gut beantwortet und ich wollte dich eigentlich nur auf das >>Wasserschlauch-Modell<< bringen. Hierbei wird Elektrizität mit einem Wasserschlauch beschrieben: Genau wie die Elektronen durch einen Leiter fließen, fließt Wasser durch einen Schlauch. Die Spannung ist dann wie er Druck des Wassers, die Menge an Wasser die in einer Sekunde durch den Schlauch fließt die Stromstärke, der Widerstand eben der Widerstand durch Knicke, Verengungen, Filter u.ä. im Schlauch und so weiter. Natürlich stößt dieses Modell, wie alle anderen auch, an Grenzen, aber mit genug Vorstellungskraft kann man sich sogar so die Funktion von Transistoren (auch MOSFETs) vereinfachen.

Edgar

Die Bewegung der Elektronen in einem Leiter beträgt nur wenige cm/s und dazu kommt noch das Elektronen fast masselos sind. Woher soll daher die kinetische Energie kommen?

Deine Überlegung ist für Gleichstrom schon richtig.

Eine Spannung führt in einem Leiter zu einem Stromfluss, die elektrische Energie ist U* I *T (Strom mal Spannung mal Zeit). Die elektrische Energie lässt sich dann in Verbindung bringen mit der kinetischen Energie der Elektronen. Die Größe, die beides miteinander verknüpft ist die sogenannte Beweglichkeit der Ladungsträger.

In Leitern benutzt man manchmal das mikroskopische ohmsche Gesetz:

Stromdichte = Beweglichkeit mal elektrisches Feld

Die Elektronen fließen (auch bei Gleichstrom) mit der gleichen kinetischen Energie in den Verbraucher hinein wie heraus. Wie soll das dem Verbraucher Energie liefern?

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@Joochen

Das lässt sich am besten wieder durch die mikroskopische Vorstellung erklären.

Im Leiter wird durch Stöße (genauer gesagt Wechselwirkung mit dem Gitter) ein Gleichgewicht eingestellt, das zu einer bestimmten Elektronengeschwindigkeit führt.

Die Energiedifferenz, die an den Verbraucher abgegeben wird, erklärt sich durch eine Differenz in der potentiellen Energie der Ladungsträger (Beim Pluspol haben die positiven Ladungsträger [Achtung jetzt bin ich gerade zur technischen Stromrichtung gewechselt] eine höhere potenzielle Energie als am Minuspol der Spannungsversorgung)

Ein ähnliches Bild, dass diese Vorstellung illustriert wäre Wasser, das ein Mühlrad antreibt: Die Wasserfallhöhe entspricht der potentiellen Antriebsenergie, die Fließgeschwindigkeit des Wassers entspricht einer kinetischen Energie, durch das Maß der Energieabgabe im Mühlrad stellt sich eine Fließ- bzw. Transportgeschwindigkeit des Wassers ein

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elektrische Energie ist eine eigenständige Energieform, eben die "elektrische Energie". Die Bewegung der Elektronen ist ein Nebeneffekt, der sich aus dem Stromfluss ergibt

Kommt drauf an, bei einer Glühbirne nutzt man die E_Kin, bei einer led zb aber die Ladung der Elektronen.

Völlig FALSCH! Es ist völlig egal ob Glühbirne oder LED. Bei beiden kommt es durch die Spannung am Leuchtmittel und Strom durch das Leuchtmittel zu Leistung, die über die Zeit gerechnet Energie ist.

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