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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 15:00 Mi 18.04.2012 | | Autor: | Paivren |
Hey Leute,
kurze Frage:
Wenn ich einen einfachen Stromkreis mit Widerstand habe, und einer bestimmten Spannung.
Haben die Elektronen dann überall in der Leitung die selbe Geschwindigkeit?
Müsste ja eigentlich, weil die Stromstärke ja bei konstanter Spannung auch konstant ist, oder?
Oder andere Frage, wieso bleibt die Stromstärke konstant, wenn Elektronen in einem elektrischen Feld doch beschleunigt werden?
Gruß
Paivren
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Hallo!
Stell dir mal ein dickes Wasserrohr mit einem winzigen Loch drin vor. Das Wasser spritzt mit hoher Geschwindigkeit aus dem Loch raus, bewegt sich im Rohr aber sehr langsam. Die Wassermenge, die da fließt, ist aber gleich. Genauso ist das bei Strom: Wenn dein Draht irgendwo ne dünnere Stelle hat, müssen die Elektronen da schneller durch. Die Geschwindigkeit ist also NICHT konstant.
Und zu der anderen Frage: Der Widerstand der Leitung bremst die Elektronen ab, so daß du insgesamt ein Gleichgewicht zwischen Abbremsen und Beschleunigen bekommst, und die Geschwindigkeit gleich bleibt. Auch hier ein Beispiel: Ein Gegenstand sinkt in Honig mit konstanter Geschwindigkeit, obwohl die Gravitation beschleunigend wirkt.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:21 Mi 18.04.2012 | | Autor: | Paivren |
Hi, danke für die Antwort!
D.h. die Elektronen bewegen sich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit, welche jedoch abhängig vom Leiter (zB. wenn er dünner wird), variiert!
Nun gibt es ja auch so etwas wie eine "Beschleunigungsspannung", mit der Elektronen beschleunigt werden, wobei sie die Energie W=U [mm] \* [/mm] e aufnehmen.
Sie werden also beschleunigt und haben am Ende eine kinetische Energie.
Wie ist es denn jetzt mit einem Widerstand dazwischen, also in einem normalen Stromkreis?
Da werden sie ja nicht beschleunigt, wieso spricht man dann von unterschiedlichen Potentialen?
Wenn die Anode der Bezugspunkt ist, und das Elektron bei 5cm Abstand davon zB. das Potential 8V hat, dann hat es bei 10cm Abstand 16V.
Das würde bedeuten, dass das Elektron bei dem einen Punkt mehr Energie aufnimmt, als bei dem anderen Punkt, was aber doch unlogisch ist, da, wie du gerade gesagt hast, die Geschwindigkeit der Elektronen gleichmäßig ist?
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 17:24 Mi 18.04.2012 | | Autor: | Infinit |
Hallo Paivren,
Du sprichst hier komplett unterschiedliche Fälle an. Bei der Bewegung von Elektronen im Vakuum hemmt idealerweise nichts ihren Lauf auf die Anode hin und diese Elektronen nehmen eine Geschwindigkeit an, die von ihrer Masse, der angelegten Spannung und der Ladung abhängt. Mit der Energiebetrachtung
[mm] \bruch{1}{2} m v^2 = Q u [/mm]
kommst Du nach Durchlaufen der Spannung u auf eine Geschwindigkeit
[mm] v = \wurzel{2u\bruch{Q}{m}} [/mm]
In einer Leitung mit Ohmschem Widerstand werden diese Elektronen auch beschleunigt, sie stoßen aber so oft mit Atomrümpfen zusammen, dass sie nur langsam vom Fleck kommen, ein paar zehntel Millimeter pro Sekunde packen Sie schon. Das hängt aber ganz wesentlich vom Material und dessen Durchmesser ab.
Viele Grüße,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:45 Mi 18.04.2012 | | Autor: | Paivren |
Achso!
Dann kann man Qu bei einem Stromkreis mit Widerstand nicht verwenden.
Dann geben die Äquipotentiallinien bei einem Widerstand gar nicht die Energie an, die Elektronen aufnehmen bzw. benötigen, wenn sie das Feld durchlaufen?
Weil wenn sie gleich schnell sind, haben sie ja in jedem Punkt die selbe Energie...
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:22 Mi 18.04.2012 | | Autor: | Infinit |
Beide Fälle, die Du hier betrachtest, haben nur gemeinsam, dass es um die Bewegung von Ladungen in einem elektrischen Feld geht. Die Bedingungen sind jedoch total unterschiedlich, einmal geht es um die Bewegung einer Ladung in einem Vakuum, das andere Mal um die Bewegung von Valenzelektronen, auch Stromfluß genannt, in einem elektrischen Leiter.
Viele Grüße,
Infinit
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 18:31 Mi 18.04.2012 | | Autor: | Paivren |
Ok, ich denke, ich habe es verstanden!
Vielen Dank.
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