Geschwindigkeit kinetische Energie Schule Strom Käfig Strom fließt Physikdilettant

Strom

Von: , Frage gestellt am So, 16. Sep 2001

In der Schule haben wir gelernt, daß Strom bei Leitern ‚außen‘ fließt. Daher schützt ein pharadäischer Käfig vor z. B. Blitzeinschlägen. Aber warum ist das so?

Fragt sich Euer Physikdilettant

10 Antworten zu dieser Frage

1. Antwort von nach 30 Minuten 1 hilfreich

   Liber Füssickdilletant

   Ein "Faradayischer" Käfig funktioniert erstmal nur bei langwelliger elektromagnetischer Strahlung (Radiostrahlung)
   Strom fließt außerdem nicht immer außen an Leitern, im Gegenteil, eigentlich fast nie - ABER!:
   Gleichstrom ist es egal, er fließt gleichmäßig verteilt. Bei Wechselströmen bilden sich im Leiter wirbelströme, die den Elektronenfluß nach außen drängen. Bei immer höherer Frequenz ist der flußdurchschnitt immer weiter außen anzutreffen, er hört aber nie auf auch in der Mitte des Leiters zu fließen, wenn auch nur minimalstens.
   
   hoffe, das reicht dir, ohne auf details einzugehen.
   

   • Antwort von nach einer Stunde 0 hilfreich

     Re: Liber Füssickdilletant

     Danke, recht anschaulich erklärt.
     
     Aber was passiert eigentlich bei einem Blitz? Der ist doch kein Wechselstrom, oder?
     
     Servus
     Dein/Euer
     Füssickdilletant
     

     • Antwort von nach 3 Stunden 0 hilfreich

       Re^2: Liber Füssickdilletant

       Danke, recht anschaulich erklärt.
       
       Aber was passiert eigentlich bei einem Blitz?
       Sehr einfach gesagt:
       Auf Grund hoher elektrischer Feldstärke kommt es zu einer
       Entladung. Dabei fließt etwas elektrischer Strom.
       Wenn dieser Strom vollständig durch ein Lebewesen fließt,
       macht das klein, schwarz und häßlich. Meist fließt aber nur
       eine Teilentladung über ein Blitzschlagopfer. Die Folgen sind
       trotzdem meist unangenehm (Verbrennungen an den Ein- und
       Austrittsstellen und kurzzeitiges Fieber -> das haut den
       stärsten Eskimo vom Schlitten).
       Wenn man sich nun in einen Metallkäfig setzt, dann
       hat der Blitz keine Not sich mühselig duch den Körper zu
       quälen. Weil der Blitz etwas faul ist, nimmt er lieber den
       leichten Weg durch das Metall, weil dieses einen Kurzschluß
       vom Kopf zu den Füßen darstellt.
       Kurzschluß bedeutet, daß der Spannungsabfall über den Körper
       gegen Null geht und folglich fließt kein Strom. Der ist doch
       kein Wechselstrom, oder?
       Jein. Der Blitzstrom fließt wie Gleichstrom nur in eine
       Richtung, aber mit einer gewissen Spannungsanstiegs-
       geschwindigkeit bzw. Spannungabfallgeschwindigkeit.
       Da sich also Spannung und Strom zeitlich schnell ändern hat er
       auch die Eigenschaften eines Wechselstroms mit niedrigen
       bis hohen Frequenzen .
       Nur so ist es erklärbar, daß bei einem Blitzschlag ein
       "Elektromagnetischer Puls" (EMP) ensteht, also eine
       hochfrequente elektromagn. Abstrahlung. Servus
       Dein/Euer
       Füssickdilletant
       Was für dicke Tante?
       
       Hoffe es populärwissentschftlich,
       einfach genug erklärt zu haben :-))
       Gruß Uwi
       

   • Antwort von nach 20 Stunden 0 hilfreich

     Käfig im Experiment

     hi frank...
     nachdem ich mal erleben durfte, wie im Deutschen Museum ein künstlicher Blitz in einen Drahtkäfig einschlug, der darin sitzende Mensch absolut unverletzt danach ausstieg...
     
     Also, die Abschirmung dürfte auch bei etwas kürzerwelligen elektromagnetischen entladungen funktionieren...
     das Metallgeflecht lenkt die Entladung einfach um den Hohlraum im Käfig herum.
     Allerdings würde ich nicht irgentwelche metallteile Anfassen, wenn der Blitz einschlägt.
     
     (Deinen sonstigen Ausführungen ist natürlich nichts mehr hinzuzufügen)
     Gruß
     Mike
     

2. Antwort von nach 4 Stunden 0 hilfreich

   Re: Test?

   In der Schule haben wir gelernt, daß Strom bei Leitern ‚außen‘
   fließt. Daher schützt ein pharadäischer Käfig vor z. B.
   Blitzeinschlägen. Aber warum ist das so?
   
   Fragt sich Euer Physikdilettant
   Hallo Herbert
   geh lieber wieder Benzin sägen ;-)
   *wink*
   Rainer
   

   • Antwort von nach 13 Stunden 0 hilfreich

     Re^2: Säge?

     Servus Rainer Fragt sich Euer Physikdilettant
     Hallo Herbert
     geh lieber wieder Benzin sägen ;-)
     selbstverständlich hacke ich Benzin -
     oder hat schon jemand gehört, daß man Benzin mit einer Säge bearbeiten kann? ;-)
     
     
     Servus
     Euer Deidsch un Füssickdilletant
     
     
     
     
     *wink*
     Rainer
     

   • Antwort von nach 4 Tagen 0 hilfreich

     Re^2: Herbert hat recht

     Hi Rainer, Hallo Herbert
     geh lieber wieder Benzin sägen ;-)
     *wink*
     Herbert hat recht, mit der Handsäge kann man Benzin nicht sägen, weil die kinetische Energie zu niedrig ist. Erst eine hochtourige Kreissäge könnte eine ausreichend hohe kinetische Energie aufbringen.
     
     Nehmen wir ein Kreissägeblatt mit 32 cm Durchmesser, das hätte dann einen Umfang von etwa 1 m. Bei einer Drehzahl von etwa 3000 U/min hätte die Säge eine Umfangs-geschwindigkeit von 50 m/s. Die Masse eines Sägezahns sei etwa 2 g. Damit ist die kinetische Energie eines Zahnes (m/2 mal v²): E = 0,001 kg mal 2500 m²/s² =2,5 Nm.
     
     Eine Axt mit einer Blatt-Masse von 1 kg, selbst nur aus freiem Fall (also ohne zusätzlichem Schwung!) mit einer Fallhöhendifferenz von nur 2 m, hätte am Auftreffpunkt des Benzins die kinetische Energie: E = 0,5 kg mal 2 mal 9,81 m/s² mal 2 m = 19,6 Nm.
     
     Selbst wenn jetzt bei der Kreissäge jeweils vier Zähne gleichzeitig "im Eingriff" sind (etwas Zwischenraum zwischen den Zähnen ist für ausreichende Tropfenbildung erforderlich!), kommt die Säge nur auf einen Energie-Eintrag von 10 Nm, also der halben Energie der Axt, die im obigen Beispiel ja noch nicht mal mit "Schwung" berechnet wurde.
     
     Weil Schnittgeschwindigkeiten größer als 60 m/s für Benzin aber bereits feuergefährlich sind (Quelle: Shell-Atlas), kann Benzin nicht gesägt, sondern nur gehackt werden.
     
     Gruß
     Pat
     

3. Antwort von nach 5 Stunden 0 hilfreich

   Re: Strom

   In der Schule haben wir gelernt, daß Strom bei Leitern ‚außen‘
   fließt. Daher schützt ein pharadäischer Käfig vor z. B.
   Blitzeinschlägen. Aber warum ist das so?
   
   Fragt sich Euer Physikdilettant
   Hallo
   
   Erstmal heißt der Mensch Faraday und außerdem fließt ein Gleichstrom auch durch Gegenstände innerhalb des Käfigs .
   Es gibt den sogenannten Skin-Effekt bei hochfrequenten Wechselspannungen , und die Abschirmung elektrostatischer Felder im Inneren von metallischen Hohlkörpern .
   Das bedeutet , im inneren des Käfigs gibt es keine elektrostatische aufladung .
   Wenn nun jemand in einem solchen Käfig sitzt , und ein Blitz einschlägt , so ist der Innenraum relativ spannungsfrei .
   Steht jemand barfuß auf dem feuchten Boden und fasst er auch noch den oberen Punkt des Käfiges an , so gebe ich keine Garantie , denn nicht nur die Spannungen , sondern auch die Ströme sind bei einem natürlichen Blitz sehr hoch .
   
   MfG
   Matthias
   

4. Antwort von nach 21 Stunden 0 hilfreich

   Danke, und wo es noch falsch geschrieben steht

   Also, erstmal danke an alle für die anschaulichen Anworten.
   
   Wo ich den falsch geschriebenen Ausdruck herhab? Von dieser Seite: http://www.handymania.org/web/handy05.htm . Irgendwie hab ich mich ja über die Schreibweise gewundert, hatte ich doch irgendwo im Namen noch ein Y in Erinnerung. Aber dann hab ich mir gedacht, es wäre doch vermessen, daß ich als Deidschdiletantal es besser wissen würde als die Hersteller einer so schönen Internetseite. Ist keine Entschuldigung, denn als Deidschtiledand sollte man den Duden immer neben sich liegen haben.
   
   Seawas
   Eicha Deidsch- Fisik- un sons no so manchs Tiledand
   

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