Umgibt Leiter (z.b einen Metallstab) immer ein elektrisches Feld?

4 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Gut das ist viel auf einmal... Ich probiers mal.

Ein elektrisches Feld entsteht, wenn durch den Leiter Strom fließt, und dann immer und zwar konzentrisch um den Leiter. Die Richtung richtet sich nach der FLussrichtung des Stromes.

Die Ladungsträger im inneren, also vor allem die Protonen und Elektronen wirken in der Tat auch auf einander ein. Jedoch sind dies keine elektrischen Felder im technischen Sinnne sondern eher subatomare Kräfte.

Bewegen tuen sich diese Ladungsträger auch permanent, jedoch muss man hier unterscheiden zwischen einer gerichteten dauerhaften Bewegung: Dies wäre ein Stromfluss, und wird (zumindest in Metallen) erstmal prinzipiell nur von elektronen vollführt. Dazu benötigt man eine Spannung, also eine ungleichverteilung von Ladungen, z.B. weil auf einer Seite des Leiters mehr Elektronen sind. Da diese wie du schon sagtest sich absoßen, bewegen sich von dieser ansammlung dann zeitlich mehr in den Bereich mit weniger Elektronen, sodass man insgesamt von einem Strom sprechen kann.

Davon abgrenzen sollte man die - ich nenne es mal "Schwingungen" die jedes einzelne Atom in abhängigkeit von der Temperatur unterschiedlich schnell vollführt. Diese bewegung ist jedoch zufällig und führt nicht dazu das sich die Ladungen großflächig umverteilen.

Und zu guter letzt die Protonen. Diese positiven Ladungsträger befinden sich im Atomkern und wandern unter normalen Bedingungen nur mit diesem mit. Sodass sie sich nicht wie die Elektronen in Metallen in einem sog. Elektronengas aufhalten und sich frei durch den Stoff bewegen, deshalb spielen sie beim Stromfluss (wie gesagt nur in Metallen) keine Rolle.

Hoffe ich konnte helfen

Sorry im ersten Satz sollte es heißen "magnetisches Feld" da hat lilebi2000 schon recht. Das elektrische Feld spielt bei bestehenden Spannungen eine Rolle, und sorgt für die Bewegung der Ladungsträger.

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Hey, danke für deine Antwort ;) Also, du sagst ja die Ladungsträger im Inneren wirken aufeinander, und das heißt "subatomares Feld" keine Ahnung was das ist, aber heißt das, dass da schon ganz "minimal" elektrische Felder zu Stande kommen, wegen der aufeinanderwirkenden Kräfte? Und du sagst sie bewegen sich permanent, nur nicht so doll, dass es einen Stromfluss gibt. Also sollte es auch da ein Elektrisches Feld geben oder? Und heißt das, das auch in meinem Woll Pulli sich Ladungen die ganze Zeit bewegen und nicht still stehen?

Und zu den Protenen, stimmt sie sind immer im Atomkern, aber heißt das, dass wenn ich zum Beispiel einen Lufballon an meinen Haaren reibe, und meine Haare dadurch ja elektrisch aufgeladen werden, das an der Oberfläche meiner Haare dann immer nur Elektronen sind und nicht Protonen? Und auch hier die Frage mit dem Pulli, bewegen sich auch in meinen Haaren Ladungen permanent?

Sorry ich weiß es sind doofe Fragen, aber ich bin einfach total verwirrt, nocheinmal vielen Dank für deine liebe Antwort ;)

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@alexa987654321

Also die Kräfte, die die ständige Bewegung der Teilchen verursacht sind so klein, und vor allem so ungerichtet, dass sie nach außen hin wohl keine Effekt erziellen. Das ist eher ein hin und her Schwingen und hebt sich daher wohl auch gegenseitig auf. Aber das als Bewegung von Ladungen zu betrachten, geht glaubich auch ein bisschen weit, da zwar die einzelnen Teilchen geladen sind, sie ja aber auch alle einen ausgleichenden Partner haben. Auch in einem Holztisch oder in Wasser bewegen sich die Teilchen (und verteilen so z.B. den Tee oder Zucker beim Kochen im Wasser) und das hat mit Strom ja nicht so viel zu tun ;-)

Bei statischen Ladungen wie beim Ballon, werden durch das Reiben wirklich nur Elektronen von einem Stoff, der sie stärker "festhält" zu einem andern übertragen. Ob vom Ballon zu dir oder andersrum weiß ich gerade nicht, ich nehme jetzt aber einfach mal an es würden Elektronen in deine Haare wandern. Dann hättest du dadurch ja insgesamt ein bisschen mehr Elektronen in deinem Körper, und wärst somit insgesamt ein bisschen negativ geladener als vorher. Und negativer im Vergleich zu allem, das vorher die gleiche Ladung wie du hatte. Und weil Ladungsunterschiede Spannung bedeuten, kann es sein das es wenn man z.B. einen Türgriff anfest zu einem kurzen Stromfluss kommt. Die Spannung die dabei herscht kann übrigens einige Tausend Volt erreichen, wird jedoch in Sekundenbruchteilen abgebaut und ist daher nicht gefährlich.

Und das sind keine doofen Fragen :-) Wenn man was wissen will soll man fragen gibt nur doofe Antworten ;-)

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@SegelFlieger2

Vielen Dank ;) Ich glaube ich habe alles verstanden. Die Ladungen "schwingen" also immer, aber das ist so gering, das kein elektrisches Feld verursacht wird. Aber dennoch stehen sie nie wirklich still.

Eine letzte Frage (hoffe ich ;D), um auf den Leiter zurückzukommen, ich habe gelesen das bei dem auf der Oberfläche sich frei bewegende Ladungen sind, und darum dadurch besonders gut Strom geleitet werden kann. Bewegen diese Ladungen sich dann auch nur so wenig, dass es kein wirkliches elektrisches Feld um einen normalen Metallstab gibt? Aber mehr als die in meinem Haar?

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@alexa987654321

Also es ist immer entscheidend, ob an dem Leiter eine Spannung liegt, wenn ja bewegen sich alle Ladungsträger in die gleiche Richtung und dann entsteht durchaus ein nach außen wirkendes magnetisches Feld. Diese ständige Bewegung bezieht sich immer auf den Fall das der Leiter einfach so dahängt. Dann bewegen sich alle Teilchen ein bisschen um ihren "Platz". Nur da bewegt sich dann ein ganzes Atom mit allen positiven und negativen Ladungen hin und her sodass da insgesamt nichts passiert.

Die Verteilung auf die Oberfläche, spielt auch vor allem dann eine Rolle wenn wirklich gezielt ein Strom fließt, denn dann sind die Ladungen nichtmehr ausgeglichen sondern, es bewegen sich Elektronen durch den Leiter die - wie du vollkommen richtig sagtest - um einen großen Abstand zu ereichen vor allem außen fließen. (Darum bekommt man beim Blitzeinschlag im Auto auch keinen gewischt, der Strom fließt vor allem in der äußersten Schicht der Karosse). Aber z.B. dein Haar ist ja garkein wirklicher Leiter. Da es dort nicht wirklich freie Ladungsträger gibt. Es besteht zwar auch aus Elektronen und Protonen, diese sind hier aber fester miteinander verbunden, als im Metall, sodass sie immer beieinander bleiben und dadurch können sie auch keine Ladungen übertragen. Es würde ja immer positiv und negativ ankommen also kein Effekt erreicht werden.

Der Effekt mit dem Ballon ist statisch, also ohne einen permanenten Stromfluss. Es werden nur einmal mehr Elektronen auf dich übertragen, die sind dann aber mehr oder weniger fest in dir und fließen nicht die ganze Zeit. Strom fließt hier nur in dem Moment indem man den Schlag bekommt und während der Aufladung.

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@SegelFlieger2

Okey, damit hast du mir wirklich alle Fragen beantwortet ;) Ich habe einfach nicht darauf geachtet, das die Teilchen sich ja als gesamtes Atom bewegen und es dann ja keine wirkliche Kräfte gibt zwischen den Atomen ;) Das mit der Oberfläche habe ich auch verstanden.

Vielen, vielen Dank noch einmal ;)

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Merke: Elektrische Felder gehen immer von elektrischen Spannungen aus wie z.B. bei elektrostatischen Feldern oder einem geladenen Kondensator oder profan nur ein metallischer Leiter, der unter Spannung steht und kein Strom fließt. Wenn ein Strom fließt, dann bildet sich infolge ein elektromagnetisches Feld wie bei Transformatoren oder Motoren oder einfach eine Kupferwindung.

Also mal zu den freien Elektronen. Alle Atome/Moleküle etc. haben elektrische Ladungen von unterschiedlicher Stärke. Es gibt keine 2 Atome/Moleküle/Elektronen mit genau der gleichen Ladung. Deshalb fliesst da auch Strom und versucht das auszugleichen. Dadurch ändern sich diese Ladungen ständig. In elektrischen Leitern gibt es nun viele Elektronen mit schwacher Bindung, die diesen Ladungsänderungen ständig hinterherflitzen. Elektrische Felder werden da sicherlich erzeugt, nur halt nicht gerichtet. Die heben sich deshalb gegenseitig auf, wenn man den ganzen Leiter betrachtet. Erzeugt man nun einen Stromfluss durch den ganzen Leiter in eine Richtung indem man an einem Ende eine starke positive Ladung anbringt und am anderen Ende eine negative, dann bewegen sich alle diese Elektronen in eine Richtung und erzeugen nun ein elektrischen Feld, das gerichtet ist und sich nicht selbst aufhebt.

Hey, und was heißt das: das elektrische Feld hebt sich auf? :)

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