Was heißt , die Stromstärke sei im unverzweigten Stromkreis überall gleich groß?
Sind dort die Elektronen überall gleich schnell,gibt es irgendwelche Vergleiche mit dünne und dicken Drähten?
6 Antworten
Das, was es schon sagt.
In einer Reihenschaltung von Verbrauchern ist an jedem Punkt die Stromstärke gleich, unabhängig davon, wie viele Verbraucher es sind und wie unterschiedlich ihre Widerstände sind.
Im Normalfall wird man allerdings kaum Reihenschaltung von Verbrauchern antreffen. Die meisten Verbraucher werden Parallel angeschlossen.
Stromsträrke ist die Zahl der Lagungsträger pro Zeit. Die Ladungsträger können nicht verschwinden, sonder jeder Ladungsträger läuft letztlich über den gesamten Stromkreis. Überall gleich ist die Stromstärke aber nur bei Gleichstrom. Bei Wechselstrom kann es zu Blindströmen kommen.
Stromstärke ist ja ein Maß dafür, wie viele Elektronen pro Zeit durch einen Draht (oder Verbraucher...) fließen. Je nach Material sind in einem Leiter unterschiedlich viele Elektronen je Volumen vorhanden, in Metall sehr viele. Wenn wir einen dicken Draht haben - also der Querschnitt groß ist, bewegen sich die Elektronen "langsam", weil sie auch parallel aneinander vorbei können. Bei einem dünnen Draht müssen die Elektronen wesentlich schneller bewegen, um bei gleicher Anzahl in gleicher Zeit durch den Querschnitt zu kommen.
Bei der Geschwindigkeit handelt es sich um die Driftgeschwindigkeit - das elektrische Feld breitet sich sehr viel schneller (nahezu Lichtgeschwindigkeit) aus.
Zum Vergleich:
Wenn wir durch ein unverzweigtes Rohr Wasser im Kreis herum pumpen, dann ist die durchfließende Wassermenge pro Zeiteinheit an jeder Stelle gleich. Das kann unmöglich anders sein, sonst müsste ja Wasser hier entstehen und dort verschwinden! Die Geschwindigkeit des Wassers sinkt mit der Querschnittsfläche des Wasserrohres und steigt an der Verengungen.
Nun zum unverzweigten Stromkreis. Auch hier muss die Menge der durchströmenden Elektronen pro Zeiteinheit an jeder Stelle gleich sein. Und dort, wo der Draht besonders dünn ist, müssen sich die Elektronen notwendigerweise beeilen, damit sie in gleicher Anzahl pro Zeiteinheit durchkommen. Da steigt die Stromdichte.
Das Ganze könnten wir auch mit der Fahrzeugzahlen, Verkehrsdichten, Geschwindigkeiten und Straßenbreiten veranschaulichen. An den Engstellen ist die Geschwindigkeit immer am Größten. Abseits des Engpasses stehen die Fahrzeuge stundenlang auf der Stelle.
Die Definition von Strom ist "Ladungsträger pro Zeit". Wenn der Strom überall gleich ist, bedeutet das, dass in derselben Zeit überall gleich viele Ladungsträger vorbeikommen. Das ist wie auf der Autobahn (solange kein Stau entsteht). Alle Autos, die drauf fahren, kommen am Punkt A vorbei, und sie kommen auch am Punkt B vorbei. Wo sollen sie denn auch hin, wenn keine Abfahrt kommt?