Sei gegrüßt,
blöde Frage, ich weiß.
Mich würde interessieren, wie und mit welcher Geschwindigkeit der Ladungstransport vor sich geht.
Danke für die Info!
Gruß Stefan
Hi Stefan,
da gibt es verschieden Geschwindigkeiten die amn betrachten kann. Zum einen die Geschwindigkeit der Ladungsträger. Im Metall sind das Elektronen, und die bewegen sich bei Raumtemperatur mit großer Geschwindigkeit ungeordnet durchs Metall. (Größenordnung habe ich vergessen. ist nicht gerade relativistisch aber nahe dran)
Darüber gelagert ist die Driftgeschwindigkeit der Elektronen, die durch die angelegte Spannung erzeugt wird und einige cm/s beträgt.
Zum Dritten ist die Signalgeschwindigkeit interessant, mit der sich die durch die angelegte Spannung erzeugte elektromagnetische Welle durch das Metall bewegt. Dies ist die Lichtgeschwindigkeit im Mmetall und diese ist soweit ich mich erinnere etwa 0.5-0.7 mal der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum.
Max
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Hierbei ist die Driftgeschwindigkeit der Ladungsträger wohl diejenige, welche man als „Fließgeschwindigkeit“ des Stromes interpretieren sollte. Daß z.B. das Licht trotz der niedrigen Driftgeschwindigkeit sofort beim Anschalten leuchtet, liegt allein daran, daß natürlich bereits das gesamte Leitungsmedium mit Ladungsträgern gefüllt ist, welche durch das Anschalten nur noch in Bewegung gesetzt werden.
Hi,
hier unterliegst Du einem Irrtum. Das Licht leuchtet nicht „sofort“. sondern das Signal setzt sich vom Schalter mit Lichtgeschwindigkeit zur Lampe fort. Die Lichgeschwindigkeit im Metall ist zwar kleiner als die im Vakuum, aber immer noch größer als daß man ohne Messgeräte etwas merken würde. Im übrigen wird auch die ENergie, die die Lampe zum leuchten bringt, nicht durch die Elektronen transportiert, sondern über das elektromagnetische Feld.
Mmax
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Hallo! Mir ist schon klar, daß die aus dem Anlegen der Spannung resultierende Beschleunigung der Elektronen in einem EM-Impuls resultiert, der sich im Leitungsmedium mit der jeweiligen Lichtgeschwindigkeit ausbreitet (bitte verzeih meine Ungenauigkeit, aber ich dachte mir, bei den üblichen Leitungslängen könnte man eine Bewegung mit Lichtgeschwindigkeit getrost als „sofort“ annähern). Aber sobald die Elektronen mit konstanter Geschwindigkeit driften, hört doch die Abstrahlung dieser EM-Welle auf. Du sagst, die Energie werde durch das EM-Feld übertragen. Das ist richtig, aber wird denn dieses Feld (bzw. dessen magnetische Komponente) nicht erst durch die Bewegung der Lagungsträger erzeugt? Auf meine Bemerkung hin heißt das, wäre das Leitungsmedium nicht schon vollständig mit Elektronen durchsetzt, würde doch an den noch elektronenfreien Stellen des Leiters kein energietransportierendes EM-Feld vorhanden sein, und man müßte theoretisch tatsächlich warten, bis die Elektronen die gesamte Leitungsstrecke „durchdriftet“ hätten (Mal abgesehen davon, daß ein ladungsträgerfreier Leiter kein Leiter wäre…), oder? Ich denke, das kann man so betrachten. Und wenn der elektrische Strom als Ladungsdurchsatz pro Zeit und Fläche definiert ist, so ist dessen „Fließgeschwindigkeit“ doch die Driftgeschwindigkeit der Elektronen?! Ich meine, darum ging es doch letztendlich, um die Geschwindigkeit des Stromes und nicht der EM-Welle. Bitte schreib mir, falls ich in diesen Überlegungen irgendeinen Fehler gemacht habe!