Wie hoch wäre rein theoretisch die Stromstärke in einem Stromkreis ohne Widerstand?
Die Stromstärke lässt sich ja durch die Formel I = U:R berechnen
Bei einer Spannung von 20 Volt und einem Widerstand von 1 Ohm wären das ja dann 20 Ampere. Bei einem widerstand von 0.5 schon 40 Ampere. Wenn man das Spiel mit 0 Ohm macht ist das Ergebnis ja nicht Definierbar, wenn man die Formel rechnen will, oder Unendlich wenn man mal ein wenig darüber nachdenkt. Aber die Elektronen müssten doch auch eine Maximalkraft haben oder nicht?
Es geht mir hier jetzt rein um die Theorie. Das dabei ein Kurzschluss entsteht und nix passiert in dem Sinne ist mir schon klar, ich finds nur erstaunlich wie sich bei einer Halbierung des Widerstandes der Strom verdoppelt, und das ja dann immer so weiter gehen müsste, aber bis wohin?
6 Antworten
Ganz klare Regel in der Mathematik: Teilst du eine beliebige Zahl durch 0, kommt immer Unendlich raus. Demnach würde theoretisch ein Strom von unendlich viel Ampere fließen. Praktisch aber nicht, da du ja keinen Stromkreis absolut ohne ohmschen Widerstand herstellen kannst. Dann müsste die Spannungsquelle nur aus Supraleitern bestehen und müsste auch unendlich viel Stromfluss ermöglichen (und alleine das ist schon unmöglich zu erreichen) und die Kurzschlussleitung müsste auch aus einem Supraleiter bestehen. An dieser Theorie fehlen also zwei Dinge in der Praxis: eine Spannungsquelle die unendlich viel Ampere ausgeben kann und ein absolut 0-ohmiger Stromkreis.
Bei 0 Widerstand ist die Stromstärke theoretisch unendlich. Praktisch ist sie immer begrenzt durch den Widerstand.
Bis die Kapazität deiner Energiequelle erschöpft ist, dann bricht die Spannung zusammen und es erfolgt keine Erhöhung des Stromes mehr.
theoretiisch unendlich groß... in der praxis haben selbst supraleiter einen widerstand, auch wenn der nahezu unmessbar klein ist.
das hängt natürlich von der leistungsfähigkeit der stromquelle ab... by the way: durch null teilen ist mathematisch unmöglich.
lg, Anna
Doch, Supraleiter haben einen ohmschen Widerstand von absolut 0. Jedoch hat man es noch nicht geschafft, einen echten Supraleiter herzustellen. Wir können höchstens Metall so weit runter kühlen, dass der Widerstand nahe 0 ist, aber ganz 0 schaffen wir es dann doch nicht.
Ein "echter" Supraleiter hat immer 0 Ohm, "unechte" muss man unter ernormer Energie abkühlen, damit sie so gut wie 0 Ohm haben, und dann macht das ganze schon kaum mehr Sinn, das schränkt die Einsetzbarkeit sehr stark ein.
Wenn du beispielsweise einen klassischen Supraleiter wie Niob (Nb) nimmst, brauchst du denn bloß auf 4,2K abkühlen - du wirst keinen Widerstand mehr messen können. Supraleiter werden auch nicht nach "echt" und "unecht" eingeteilt. Gib mir ein Beispiel, was du unter letzterem verstehst.
Genau das meine ich damit. Diese "klassischen" Supraleiter wie Niob, das seine Sprungtemperatur bei -263,9 Grad C hat. Oder das gute alte Aluminium, welches man auf -272 Grad C kühlen müsste. Das sind "unechte" Supraleiter, da man erstmal ordentlich Energie in Kühlung investieren muss, damit sie zum Supraleiter werden. Somit hat man im Gunde vom Leistungsverlust erstmal keinen Vorteil. Ein "echter" Supraleiter hat seine 0 Ohm immer, egal welche Temperatur, oder zumindest bei einer, die keinen großen Aufwand erfordert. Sprich etwas, was man z.B. über weite Strecken nutzen könnte. Wie willst du ein Alukabel vom Umspannwerk zu z.b. einer Firma dauerhaft auf min. -272 Grad halten? Und eben solch einen "perfekten Supraleiter" gibt es nur der Vorstellung, nicht in echt. Die Unterscheidung "unecht" und "echt" ist natürlich nicht wissenschaftlich festgelegt, aber so kann man dazwischen unterscheiden. So haben wir in der Berusschule zumindest darüber geredet.
Wenn wir in der Festkörperphysik von Supraleitern reden, reden wir von realen Materialen. Der Kühlaufwand im Kernspintomographen ist ja relativ moderat, man benötigt flüssiges Helium - das wars. Dass man keine langen Übertragungsleitungen wirtschaftlich machen kann ist klar. Aber das ist ja nicht der einzige Anwendungsfall, es gibt genügend andere Anwendungen.
Supraleiter haben eben eine Sprungtemperatur, und auch wenn diese bei etwa 10K liegt, spricht man einfach von Supraleiter und nicht von "echt" oder "nicht-echt".
>Somit hat man im Gunde vom Leistungsverlust erstmal keinen Vorteil.
Du könntest hohe (permanente) Magnetfelder nicht so einfach erzeigen. 17T sind kein Problem - mach das einmal mit einer Kupferspule - ;-)
Theoretisch geht natürlich die Stromstärke gegen unendlich, wo der Widerstand gegen null geht. Aber das ist so theoretisch wie z.B. die mathematische Tatsache, dass die Geschwindigkeit eines Autos gegen unendlich geht, wo der Reibungswiderstand gegen null geht.
In der Praxis wird beim optimalen Kurzschluss - soweit keine Leitungsschutzsicherung auslöst - die Stromstärke durch den Innenwiderstand der Stromquelle begrenzt. Der widerstandslose Stromkreis ist eben praktisch so wenig machbar wie das widerstandslose Auto.
Übrigens hat die Stromstärke nichts mit der "Kraft der Elektronen" zu tun, sondern mit der Anzahl der durch den Leiter bewegten Elektronen pro Zeit.
Danke das wollte ich nur wissen :)
Ja dass man durch Null nicht teilen kann weiß ich ja, das hab ich ja auch geschrieben. Aber in diesem Fall wäre ja das Ergebnis unendlich und nicht unmöglich :D