Wie schnell ist Elektrischer Strom?
Dadurch das selbst Lichtstrahlen(die ja als "non plus ultra" in der Geschwindigkeit gelten) auf sehr große Strecken, also im Weltraum, mehrere Jahre bis zur Ankunft an manchen Orten brauchen, habe ich mich gefragt ob ein sehr langer Leiter auch eine messbare Verzögerung vom Anschalten einer Stromquelle, bis zu dem Ankommen am Ende des Leiters erzeugen kann.
Also: Ist eine verzögerung möglich und wenn ja, wie lang müsste ein Kabel sein um eine deutliche Verzögerung zu Erreichen?
10 Antworten
ab ca 200 000 Kilometer ist die Länge die der Strom in einer Sekunde zurück legt Licht kommt in einer Sekunde auf 300 000 Kilometer,bei Strom ist aber nur der Strom selbst bewegt sich aber kaum ein Langes Rohr voll mit Bälle wenn man ein Ball rein steckt fällt ein Ball auf der anderen Seite fast zur selben Zeit raus des wegen sagt man nicht schnell sonder Verzögert bei 200 000 Kilometern dauert es nur 1 Sekunde bei 400 000 2 Sekunden wo bei nur das Letzte teil am ende raus "fällt" die teile Selbst bleiben am Anfang des Rohr so kann man sich das Jeden falls vorstellen
Man vergesse aber nicht, dass die Energie, eines bestimmten, abgesendeten Impulses, irgendwann so gering ist, dass keine weitere Strecke mehr hinterlegt wird, da sich die Energie zerstreut *
Demnach sind also Messungen ab einer bestiimmten Entfernung (eventuell) gar nicht mehr möglich, weil du irgendwann sämtliche uns umgebende Erngie bräuchtest.
- Gleiches passiert auch mit Licht, daher sehen wir nicht plötzlich viele Sterne mehr am Himmel. Teleskope entzerren so gesehen die Zerstreuung der Energie (Das Licht).
Stell' es Dir als ein Rohr vor. Vorne pumpst Du Wasser hinein, hinten fließt es wieder heraus. Gibst Du am vorderen Ende einen Markerstoff hinzu, dann kannst Du feststelen, dass er nach einer bestimmten Zeit (in Abhängigkeit der Leitungslänge) am anderen Ende ankommt. Davon abgesehen fließt aber unmittelbar nach dem Aufdrehen des Hahns Wasser am anderen Ende, und zwar unabhängig von der Leitungslänge (Reibungseffekte mal unberücksichtigt gelassen).
Beim elektrischen Strom ist es genauso. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit (nicht die Geschwindigkeit der Elektronen) ist gleich der Lichtgeschwindigkeit im betrachteten Medium. Die hängt übrigens nach Maxwell von dielektrischer und magnetischer Materialkonstante ab.
Aber eigentlich habe ich die Frage nicht beantwortet ;-) Also Zusatz: Man nehme ein transatlantisches Telefonkabel aus Kupfer. c = 2 * 10^8 m/s, l = 10.000 km (ich hoffe das stimmt). Schließe ich das Kabel in Amerika kurz und leite in Europa einen Impuls ein, so sollte eine Verzögerung von 20 * 10^6 / 2 * 10^8 = 0,1 Sekunden messbar sein.
Der Impuls schreitet mit Lichtgeschwindkeit fort, die Elektronen im Leiter fließen jedoch sehr langsam. Bei 10A/mm2 (in Kupfer) mit 44mm/min. Stell dir eine 100 meter Lange Ölleitung vor; vorn eine Hydraulikpumpe und am Ende ein Hygraulikmotor. Wenn du vorne pumpst, fängt praktisch sofort der Hydraulikmotor hinten an zu laufen. Aber bis das Öl, was du gerade punpst, bei im ankommt, das dauert eine Weile.# Schau doch mal nach http://arcor.de/d.mietke/e_geschw.html
Der Strom breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Eine messbare Verzögerung hast du schon sehr schnell. Immerhin gibt es Kabellängenmesser, die einen impuls ins Kabel senden und dann die Zeitdauer messen, bis das Echo ankommt. Laserentfernungsmesser arbeiten auch schon ab ein paar Metern. Von der Erde bis zur Sonne würde es etwa 8 Minuten dauern.
nur ob er das verstanden hat...????
DH für dich