Unterschiede Geschwindigkeit Strom und Elektronen?
Wie lässt sich das Unterschied erklären zwischen der Geschwindigkeit des Stroms und der Elektronen
5 Antworten
Weil nicht Elektronen komplett durch den Leiter gehen und am anderen Ende wieder raus gehen, sondern nur am einen Ende eintreten, eine Umgruppierung der Elektronen auslösen und dadurch fällt hinten ein anderes Elektron wieder raus.
In einem Wechselstromleiter machen die Elektronen dementsprechend eher sowas.
Einen "Unterschied ...... zwischen der Geschwindigkeit des Stroms und der Elektronen" gibt es nicht.
Die sog. Driftgeschwindigkeit der Elektronen, d.h. die Verschiebung der freien Elektronen gegenüber ihrem Leiter beim Gleichstrom bewegt sich bei alltäglichen Anwendungen etwa in der Größenordnung von 1 Meter pro Stunde.
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektrischen Spannung im Leiter dagegen liegt bei angenäherter Lichtgeschwindigkeit.
Zur Veranschaulichung: Wenn wir eine elektrische Leitung um den Äquator legen würden zwischen Schalter und Lampe, dann hätten wir aufgrund der Laufzeit der Spannung zwischen der Betätigung des Schalters und dem Aufleuchten der Lampe eine Zeitverzögerung von 133/1000 Sekunden. Das würden wir gar nicht wahrnehmen. Bei Gleichstrombetrieb wäre dabei ein Elektron vom Schalter bis zur Lampe etwa 30-50 Jahre lang unterwegs.
Alles klar soweit, oder noch Fragen dazu?
Stell dir ein Rohr vor, dass dicht an dicht mit Kugeln gefüllt ist. Wenn man da an einem Ende eine weitere reinschiebt kommt praktisch gleichzeitig am anderen Ende eine raus.
(Das ist natürlich nicht 1:1 zu übertragen, macht den Vorgang aber doch plausibel, finde ich)
Die Driftgeschwindigkeit von Elektronen in Metallen liegt nur bei ca. 0,1 mm/s...langsamer als eine Schnecke!
Der 'el. Strom' breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus, weil sich letzlich das elektrische Feld der Spannungsquelle im Leiter und drumherum mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet.
Elektrische Energie wird nicht von Elektronen transportiert. Ihre Bewegung sorgt nur dafür, dass elektromagnetische Wellen an der Leiteroberfläche laufen können. Derek Muller erklärt das ganz gut