Physik

Was ist die Geschwindigkeit des elektrischen Stroms?


Wenn Sie einen Schalter einschalten, der ein Licht einschaltet, wird tatsächlich nur ein Stromkreis geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt werden die freien Elektronen in der Verkabelung Ihres Hauses durch ein elektrisches Feld beeinflusst und beginnen sich zu bewegen. Das ist der elektrische Strom.

Aber haben Sie sich jemals gefragt, wie schnell sich diese unendlich kleinen Partikel bewegen, sodass die Lampe praktisch in dem Moment einschaltet, in dem sie eingeschaltet wird?

Der erste Gedanke, der in den Sinn kommt, ist, dass die Elektronen das Leitersegment zwischen dem Schalter und der Lampe in einem winzigen Bruchteil einer Sekunde durchlaufen, was uns zu der Annahme führt, dass die Bewegungsgeschwindigkeit dieser Elektronen in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit liegt. .

In der Tat führt diese Argumentation zu einem großen Fehler.

Um zur richtigen Antwort zu kommen, müssen wir annehmen, dass der Leiterdraht, der normalerweise aus Kupfer besteht, von Anfang bis zum äußersten Ende aus unendlichen Atomen besteht.

Das Schließen des Stromkreises durch Drücken des Schalters bewirkt daher, dass sich alle freien Elektronen bewegen. Nicht unbedingt die Elektronen, die sich in Ihrer Nähe befinden, sind diejenigen, die die Lampe zum Funktionieren bringen.

Überraschenderweise ist die Geschwindigkeit jedes Elektrons sehr langsam. Experimentell ergibt sich eine Geschwindigkeit von fast 1 cm / s, die abhängig vom Leitermaterial und den Eigenschaften des Ortes variiert.

Und wenn wir glauben, dass die Netzwerke in Brasilien einen Wechselcharakter mit einer Frequenz von 60 Hz haben (das heißt, die Richtung der aktuellen Bewegung ändert sich 120-mal pro Sekunde), werden wir wahrscheinlich den Schluss ziehen, dass es möglich ist, dass die freien Elektronen nahe beieinander liegen Ihre Hand darf in dem Moment, in dem Sie einen Schalter drücken, niemals das gesamte Drahtsegment bis zu dem Punkt überqueren, an dem sie tatsächlich die Lampe erreichen, an der sie eingeschaltet ist.


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