Wie weit schwingen die Elektronen im Wechselstrom?

Sagen wir, im Netzkabel eines normalen Haushaltgerätes mit ein paar Watt Leistungsaufnahme.

Ungefähre Größenordnung reicht völlig. Sind es überhaupt "sichtbare" Distanzen oder spielt es sich im Nanometerbereich ab?

Answer 1

[HansWurst45]

guggst du hier

https://www.schule-bw.de/faecher-und-schularten/mathematisch-naturwissenschaftliche-faecher/physik/unterrichtsmaterialien/e_lehre_2/teilchenfeld/geschwelektronen.htm

wenn du die 1/10 mm/s mit den 10ms für eine Halbwelle des Wechselstroms multiplizierst kommst du auf ca 1µm Schwingungsamplitude.

Das ist jetzt grob vereinfacht, aber die Größenordnung sollte stimmen

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[Radioactiveman5]

Super! Besten Dank und schönen Feiertag!

Answer 2

[l1bfm]

Ein einzelnes e- sollte ja eine maximale kinetische Energie von 230 eV haben.

das heißt, die Energie in eV müsste ungefähr wie folgt aussehen:

$E\ =\ 230\cdot\sin\left(\omega t\right)$ bei 50Hz Netzfrequenz mit $\omega\ =\ 2\cdot\frac{\pi}{T}=\ \frac{1}{25}\cdot\pi$ dann konvertieren wir das noch in joule

$E\left(t\right)\ =\ 230\cdot\sin\left(\frac{1}{25}\cdot\pi\cdot t\right)\cdot1,6\cdot10^{-19}$ Jetzt stellen wir das ganze nach v um

$v\left(t\right)\ =\ \sqrt{\frac{2}{9,11\cdot10^{-31}kg}230\cdot\sin\left(\frac{1}{25}\cdot\pi\cdot t\right)\cdot1,6\cdot10^{-19}}$ Jetzt müssen wir nur noch integrieren um auf die Strecke zu kommen

$s_{\max}=\int_0^{\frac{1}{200}}v\left(t\right)dt$ Viel Spaß beim Ausrechnen.

PS:

Omega müsste eigentlich $\omega\ =\ 2\cdot\pi\cdot f\ =\ 100\cdot\pi$ sein, bin jetzt aber zu faul das für alle Formeln zu korrigieren.

Comments

[Radioactiveman5]

Wahnsinn! Vielen Dank! Dafür nehm ich mir die angemessene Zeit. Schönen Feiertag! :)