Die Gedanken bzgl. der Frage in meinem vorangegangenem Posting waren offensichtlich zu kompliziert, dass die jemand beantworten kann, deshalb stelle ich die Frage nochmal etwas kompakter:
Wenn man an eine 9V Baterie eine Lampe anschließt, die für 4,5 Watt ausgelegt ist, sollte in der Kabelverbindung ein Strom von 0,5 Ampere fließen.
Es bewegen sich dann dort Elektronen vom Minuspul über die Lampe zum Pluspol der Baterie.
Das tun die Elektronen zwar sehr langsam, aber ich weiß 100%ig, dass sich hier eine Geschwindigkeit errechnen lässt. Ich weiß nur leider nicht mehr wie das geht.
Weiß jemand wie das geht und kann es mir erklären?
Somit bewegen sich an einer Stelle des Kabels pro Sekunde ( 0,5 geteilt durch Elementarladung ) also 3,12 * 10^18 Elektronen vorbei.
Weiter weiß ich die Rechnung nicht mehr.
Überträgt man das auf die Rechnung mit der Erde,
dann bewegen sich nach dieser Rechnung zwischen
1,56 * 10^23 und 4,99 * 10^24 Elementarladungen bei einer ungefähren Geschwindigkeit von 220 m/s innerhalb eines Dynamos.
Soweit weiß ich den Rechenweg noch. Der Rest fehlt mir.
Frage speziell an "Günter Nanonüm": Wenn flüssiges Eisen nicht magnetisch sein kann, welche Permeabilität soll man dann (deiner Meinung nach) annehmen?
"Markus Gronotte" schrieb im Newsbeitrag news:495fb271$0$30234$ snipped-for-privacy@newsspool1.arcor-online.net...
Hallo Markus,
Wieviel Elektronen du für 1s*0,5A brauchst hast du ja bereits ausgerechnet. Jetzt muss du eine Annahme treffen wieviel freie Elektronen pro Atom zur Verfügung stehen. Ich glaube es war 1 Elektron/Atom bei Kupfer. Dann rechnest du aus wieviel Volumen Metall du dafür brauchst. Das dann mit Querschnitt in Länge umrechnen. Diese Zahl geteilt durch 1s gibt dann die Geschwindigkeit.
ergeben. Damit weißt du, wieviele Elektronen pro Sekunde durch einen beliebigen Punkt deines Stromkreises fließen. Das sei X.
Nimm jetzt ein Stück Draht beliebiger Länge L (die kürzt sich nachher raus). Berechne aus Länge, Querschnitt und Material die Anzahl freier Elektronen in deinem Drahtstück. Das sei Y.
Dann bewegen sich die Elektronen im Schnitt mit der Geschwindigkeit X/Y * L/1s
Die Geschwindigkeit ist also offensichtlich proportional zur Stromdichte. Wikipedia nennt z.B. "rund 0,735 mm/s bei 10 A/mm2" in Kupfer.
Dir (und in diesem Umfeld nur Dir) nehme ich ab, daß du es wirklich nicht weißt. Ampere sind Coulomb pro Sekunde. Jedes Elektron trägt eine Ladung e, das sind iirc um die Zehn hoch minus neunzehn Coulomb, aber schlag' es bitte selbst nach, steht überall.
Für eine Geschwindigkeit brauchst Du dann noch die Dichte der Elektronenwolke und den Querschnitt des Drahtes. Iirc kommt etwa ein freies Elektron pro Kupferatom hin.
Na endlich, Schwangerschaft ist als Krankheit enttarnt worden. Allerdings nicht als Krankheit der Mutter, sondern als erste Kinderkrankheit. Jetzt fehlen nur noch Fötenpsychotherapeuten und endlich mal ein bisschen Druck auf werdende Mütter sich mental richtig zu verhalten- Angst zu haben ist ja auch verantwortungslos gegenüber dem Ungeborenen.
Die ist nur nicht einfach kompakter, sondern eher eine ganz andere Frage.
Wozu dieses Vorgeplänkel? Das hat, wie schon zuvor der ganze Zirkus um den Erd-Dynamo, mit der Frage doch gar nichts zu tun! Denn die kommt ja jetzt erst:
Das Wort, das dir fehlt, lautet "Driftgeschwindigkeit".
So das ist die gesuchte Lösung. V: Mittlere Geschwindigkeit der Elektronen [m/s] m: Räumlliche Ladungsdichte der Leitungselektronen [As/m^3] A: Leitungsqueschnitt [m^2]
V=I/(m*A^2)
Beispiel: Ich nehme hier mal einen Kupferdraht mit einem Widerstand von R=U^2/P=81/4,5 Ohm = 18 Ohm und einer Querschnittsfläche von 1mm^2. Dieser wird mit 9 Volt gespeist. Daraus ergibt sich ein Strom von I=U/R=9/18 Ampere = 0,5 Ampere. Kupfer hat bei Raumtemperatur eine Ladungsdichte im Leitungsband von m=8,47*10^28 m-3 * 1,602*10^(?19) As.
m=13,6*10^9 As/m^3
Aus m,I und A errechnet sich die Driftgeschwindigkeit.
Dein oben genanntes Beispiel ist nicht berechenbar!
Es wird der Leitungsquerschnitt benötigt. Dieser beeinflusst sehr stark die Driftgeschwindigkeit.
Die Elektronendichte im Leitungsband und die Beweglichkeit der Ladungsträger sind stark Temperaturabhängig.
Allerdings siehst Du an meinem vereinfachten Beispiel mit dem Kupferleiter, das sich die Leitungselektronen im Festkörper im Schneckentempo von ca. 1 mmm pro 30 Sekunden bewegen. Jede Schnecke kann es locker mit einem Leitungselektron aufnehmen.
Trotzdem bitte _nicht_ L nehmen. L ist reserviert für die Induktivität, das würde nur zu Verwirrungen führen - vor allem (!) weil wir's mit elektrischem Strom zu tun haben, und es gibt doch auch stromdurchflossene Spulen, nicht wahr?!
Neben "l" hab ich auch schon "d" gesehen als Längenvariable.
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