Wie schell ist Strom bzw Elektrizität?
5 Antworten
Das ist keine triviale Frage tatsächlich.
Die Elektronen an sich bewegen sich tatsächlich seeehr langsam. Da reden wir von Metern pro Stunde. Also praktisch gar nicht.
Entscheidend ist aber das elektrische Feld, das Potential, praktisch die Energie an sich, die bewegt sich mit Lichtgeschwindigkeit (im jeweiligen Medium).
(Und ja, Lichtgeschwindigkeit, nicht 2/3 oder fast, es ist genau die Lichgeschwindigkeit im jeweiligen Medium).
Nene, das ist schon richtig. Ich glaube wir missverstehen uns da nur. Die Phasengeschwindikeit ist nur die Lichtgeschwindigket in Vakuum geteilt durch den (effektiven) Brechungsindex des Gesamtmediums. Und das ist eben die Lichtgeschwindigkeit in dem Gesamtmedium. Man könnte es sogar umdrehen und sagen, die Lichtgeschwindigkeit in dem Medium ist gerade so definiert. Dass der effektive Brechungsindex von verschiedenen Leitungen unterschiedlich ist, ist natürlich richtig. Mit Medium ist aber das Gesamtpaket gemeint, nicht das Metall.
Wenn MertIs von "Lichtgeschwindigkeit im jeweiligen Medium" spricht, ist damit ein Medium mit allenfalls einer einfachen Randfläche gemeint. Die Anwendung in "begrenzten" Leitern erfordert die Berücksichtigung von sehr vielen Randbedingungen, die bspw. als Impedanz zusammengefasst werden können.
Die Elektronen selbst bewegen sich sehr langsam, weil sie halt nicht gerade durch den Leiter fliegen sondern dauernd hin und her gestoßen werden. Das kann man in Zentimeter pro Stunde messen. Ne Schnecke ist schnell dagegen. Also, bei Gleichstrom, Wechselstrom bewegen sie sich ja garnicht vorwärts.
Wie schnell der Strom aber in der Praxis ankommt ist auf das elektrische Feld zurückzuführen.
Aber das ist je nach medium und andren Faktoren stark unterschiedlich, zwischen halber Lichtgeschwindigkeit und 99% Lichtgeschwindigkeit. 2/3 Lichtgeschwindigkeit ist oft so das daumenmaß. Ein cat-7 Internetkabel liegt bei 75% Lichtgeschwindigkeit, ein cat5e Internetkabel bei 65% Lichtgeschwindigkeit. Eine Zweidrahtleitung bis zu 99% Lichtgeschwindigkeit.
Bitte zwischen "Vakuumlichtgewschwindigkeit", auf die Du Deine Anteile hier beziehst, und der Lichtgeschwindigkeit in Medien, zudem noch mit "grausigen Randbedingungen" wie beim CAT-7-Kabel, unterscheiden! Deine Darstellung ist IMHO sehr hilfreich, wenn Du statt Lichtgeschwindigkeit Vakuumlichtgeschwindigkeit einsetzt. 🙂
Lichtgeschwindigkeit in den Medien ergibt keinen Sinn, denn das ist ja Kupfer, Kupfer ist nicht lichtdurchlässig.
Und die elektromagnetische Welle, welche den Strom überträgt, bewegt sich ja in der Regel in der Luft, nicht im Vacuum.
Also nein, es ist nicht die Vacuum Lichtgeschwindigkeit, sondern die Lichtgeschwindigkeit in der Luft. Wobei das kein großer Unterschied ist.
Lichtgeschwindigkeit leitet sich vom Eichfeld der elektrischen zur magnetischen Feldausbreitung et vv. ab. Dafür braucht es keine Transparenz im sichtbaren Spektrum, vulgo Licht.
Vakuumlichtgeschwindigkeit: Erst diese stellt die maximal erreichbare Grenze da und damit den sinnvollen Bezugspunkt.
elektromagnetische Welle, welche den Strom überträgt, bewegt sich ja in der Regel in der Luft,
Äh, nein. Hier kommt jetzt alles durcheinander. Aber lassen wir es mal beiseite.
Prinzipiell mit Lichtgeschwindigkeit allerdings muss man da noch einen Faktor beachten der vom Kabelmaterial abhängt. Meist ist der Strom mit 2/3 der Lichtgeschwindigkeit unterwegs.
Die elektrische Spannung breitet sich mit annähernder Lichtgeschwindigkeit aus. Die Ladungsträger, also die Elektronen, driften beim Gleichstrom mit Geschwindigkeiten im Bereich von einigen Metern pro Stunde. Beim vorherrschenden Wechselstrom vibrieren die Elektronen auf der Stelle.
Moin,
annähern Lichtgeschwindigkeit. (Also die Energieübertragung ist so schnell!)
Grüße
Nein, nicht genau Lichtgeschwindigkeit.
In Kabeln kommt es vorallem auf die Isolierung und Schirmung an, nicht auf das medium selbst.
Also, selbst wenn ich genau das gleiche Kabel habe, kann es schneller oder langsamer sein, je nach dem wie es geschirmt ist.
Nun, es ist etwas schwer Lichtgeschwindigkeit von Kupfer zu messen(also schonmal steile These dass es genau so schnell sei), denn es ist ja für Licht nicht durchlässig, aber zwei Kupferkabel können komplett unterschiedlich schnell Strom übertragen.