Mir ist klar das die Energieübertragung über das elektromagnetische Feld geht. Es gibt eine elektrische Komponente (E) und eine magnetische Komponente (H).
Mein Wissenstand: Ein stromdurchflossener Leiter ist von einem Magnetfeld umgeben. Dieses Magnetfeld ist eine relativistische Erscheinung des elektrischen Feldes. D.h. ohne das Phänomen der relativistischen Längenkontraktion wäre der Leiter nicht von einem Magnetfeld (= Coulomb-Feld aufgrund erhöhter Linienladungsdichte) umgeben.
Wenn ich dies nun weiß, wie kann ich mir vorstellen, dass ein Leiter bzw. die Felder Energie übertragen?
Mir ist klar das die Energieübertragung über das
elektromagnetische Feld geht. Es gibt eine elektrische
Komponente (E) und eine magnetische Komponente (H).
Mein Wissenstand: Ein stromdurchflossener Leiter ist von einem
Magnetfeld umgeben. Dieses Magnetfeld ist eine relativistische
Erscheinung des elektrischen Feldes. D.h. ohne das Phänomen
der relativistischen Längenkontraktion wäre der Leiter nicht
von einem Magnetfeld (= Coulomb-Feld aufgrund erhöhter
Linienladungsdichte) umgeben.
Wenn ich dies nun weiß, wie kann ich mir vorstellen, dass ein
Leiter bzw. die Felder Energie übertragen?
Hallo ?Peter?
versuch doch bitte die Frage so zu stellen, daß jemandem eine Antwort möglich ist.
Es ist durch die Feldkonstante eine Ladungstrennung möglich, welche sich stets auszugleichen versucht. Dadurch wird Arbeit verrichtet. Die Fähigkeit dazu nennt man Energie.
Was willst du wissen???
Energieübertragung im Leiter
Fließt kein Strom, so passiert auch nix. Die Energie wird also durch die Bewegung der Elektronen übertragen. Erhöht man irgendwo (z.B. auf einer Kugel) die Anzahl der Elektronen, so stoßen die sich ab. Sie haben das Bestreben, wegzulaufen. Das ist nichts anderes als das Potential. Schließt man einen Draht an, so strömen Elektronen in den Draht hinein, allerdings nur solange wie woanders welche abströmen können. Nutzbar wird diese Energie, indem man die Bewegungsenergie der Elektronen abzapft, etwa durch „Bremsen“, was z.B. Wärme erzeugt. Also ganz einfach: Die Energie wird durch die Bewegung der Elektronen übertragen.
Die Energie die eine Glühbirne in Form von Licht und Wärme abgibt ist nicht die kinetische Energie der Elektronen!!!
Sondern die Energie wird vom elektromagnetischen Feld übertragen. Das Magnetfeld ist eine relativistische Erscheinung des elektrischen Feldes und da habe ich halt nun ein Verständnisproblem wie die Energie übertragen wird…
da sich hier ja bereits ein Irrläufer-Thread gebildet hat, kann ich auch gleich hier meinen Senf dazuschreiben.
Mir ist klar das die Energieübertragung über das
elektromagnetische Feld geht. Es gibt eine elektrische
Komponente (E) und eine magnetische Komponente (H).
Also das magnetische Feld braucht man nicht unbedingt, um die Energieübertragung bei Gleichspannung zu erklären. Du könntest Hin- und Rückleiter theoretisch beliebig dicht beieinander entlanglegen. Damit könntest Du das magnetische Feld beliebig klein werden lassen, ohne daß sich an der Energieübertragung etwas ändern würde.
Mein Wissenstand: Ein stromdurchflossener Leiter ist von einem
Magnetfeld umgeben. Dieses Magnetfeld ist eine relativistische
Erscheinung des elektrischen Feldes. D.h. ohne das Phänomen
der relativistischen Längenkontraktion wäre der Leiter nicht
von einem Magnetfeld (= Coulomb-Feld aufgrund erhöhter
Linienladungsdichte) umgeben.
das mag wohl sein, erklärt aber nicht Deine Frage
Wenn ich dies nun weiß, wie kann ich mir vorstellen, dass ein
Leiter bzw. die Felder Energie übertragen?
Die Spannungsquelle erzeugt ein elektrisches Feld zwischen Hin- und Rückleiter. Die Quelle leistet Arbeit, indem sie Ladungen, z.B. Elektronen, gegen die Kraft dieses Feldes vom Plus- zum Minuspol transportiert. Diese geleistete Arbeit steckt anschließend in dem elektrischen Feld, da sich dieses durch die Ladungsverschiebung minimal verstärkt hat. Da die Ladungsträger bzw. Elektronen im Leiter frei beweglich sind, verschieben sie sich so, daß entlang des Leiters kein Potentialunterschied auftritt. Dadurch verteilt sich die Feldenergie, die die Spannungsquelle in das Feld gesteckt hat, mehr oder weniger gleichmäßig, je nach Leiterabstand, entlang des gesamten Leiters. Wenn nun irgendwo zwischen den Leitern ein Elektron in einem Verbraucher vom Minus- zum Pluspol „stürzt“, entzieht es dem Feld wieder Energie und schwächt es dadurch ab. Die Schwächung des Feldes macht sich durch eine Verringerung der Spannung zwischen Hin- und Rückleiter auch an der Spannungsquelle bemerkbar; die frei beweglichen Ladungsträger im Leiter sorgen jetzt dafür, daß sich die Feldschwächung entlang des gesamten Leiters verteilt.
Eine ideale Spannungsquelle ist nun dadurch definiert, daß sie genausoviel Energie in das Feld pumpt, bis das ursprüngliche Potentialgefälle wiederhergestellt ist.
Langer Rede kurzer Sinn: Die Energieübertragung bei Gleichspannung erfolgt über Aufbau des elektrostatischen Feldes zwischen Hin- und Rückleiter auf der Quellenseite, Verteilung der Feldenergie über die gesamte Leiterlänge und Abbau des Feldes auf der Verbraucherseite.
ich glaube, du machst es dir selbst komplizierter, als es in Wirklichkeit ist. Die Aussage, daß Magnetfeld „nur“ „eine relativistische Erscheinung“ sind, ist nicht ganz falsch, aber auch nicht ganz richtig.
Es ist ja NICHT so, daß das Magnetfeld nicht existiert. Im Gegenteil, daß Magnetfeld existiert, was äquivalent ist zu der Aussage, daß es meßbar ist. Und das Magnetfeld enthält auch Energie.
Insofern ist das Magnetfeld eben nicht nur eine rel. Erscheinung, vor allem keine Effekt, den man wegdiskutieren oder gar existieren kann.
Der Witz ist nur, daß man Magnetfeld und elektrische Feld nicht trennen kann. Sie sind über die Maxwellgleichungen miteinander verknüpft. Weiterhin sind weder elektrische Felder noch magnetische Felder relativistisch invariant. Mit andern Worten, ich könnte auch sagen, daß elektrische Feld ist eine rel. Erscheinung des Magnetfeldes, denn ich finde bestimmt irgendein Inertialsystem, in dem das elektrische Feld Null wird.
Daher: das Magnetfeld existiert, es ist keine vernachlässigbare Erscheinung und vor allem steckt - wie im elektr. Feld - auch Energie im Magnetfeld.
Die Energie die eine Glühbirne in Form von Licht und Wärme
abgibt ist nicht die kinetische Energie der Elektronen!!!
Doch, es ist exakt die kinetische Energie der Elektronen (!!!) Ich meine allerdings, daß die Elektronen diese kinetische Energie im selben Moment (!) aus dem elektrischen Feld entnehmen, wo sie gebremst werden und z.B. eine Wärmewirkung erzielen. Ich stelle mir also nicht vor, daß die Elektronen nur einmal am Anfang angeschubst würden und dann so durch den Draht „kullern“, sondern daß sie permanent durch einen „Überdruck“ (elektr. Abstoßung) getrieben werden und erst in dem Moment, wo sie in Wechselwirkung treten, gebremst werden.
Sondern die Energie wird vom elektromagnetischen Feld
übertragen. Das Magnetfeld ist eine relativistische
Erscheinung des elektrischen Feldes und da habe ich halt nun
ein Verständnisproblem wie die Energie übertragen wird…
Ein Magnetfeld benötige ich für die Erklärung nicht.
Die Energie die eine Glühbirne in Form von Licht und Wärme
abgibt ist nicht die kinetische Energie der Elektronen!!!
Sondern die Energie wird vom elektromagnetischen Feld
übertragen. Das Magnetfeld ist eine relativistische
Erscheinung des elektrischen Feldes und da habe ich halt nun
ein Verständnisproblem wie die Energie übertragen wird…
Hallo nochmal,
belies dich mal über die Unterschiede zwischen elektrostatischem und magnetischem Feld sowie elektrodynamischem Wechselfeld.
