Stromstärke < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 20:11 Mi 28.02.2007 | | Autor: | Kroni |
Hallo,
ich habe mir gerade etwas überlegt:
Es gilt das ohm'sche Gesetz:
[mm] R=\bruch{U}{I}
[/mm]
=> [mm] I=\bruhc{U}{R}
[/mm]
Habe ich jetzt ein Stück Metall, welches den Widerstand R besitzt, so müsste die Stromstärke I linear mit U ansteigen.
D.h. für sehr sehr große U müsste I auch sehr sehr groß werden.
Nun sehe ich folgende Problematik:
Wird der Strom sehr groß, so haben die Elektronen eine sehr große Geschwindigkeit.
Da aber auch die Elektronen nicht schneller als c sein können, muss es doch sozusagen eine maximale Stromstärke geben, wenn die die Anzahl der Ladungen in dem zu betrachtendem System konstant halte.
Veranschauliche ich das mal an einem Beispiel:
Ich habe ein Stück Draht mit der n Elektronen.
Diese bewegen sich fröhlich im Kreis mit der Geschwindigkeit v.
Nun halte ich z.B. den Kreisleiter in ein sich änderndes B-Feld .
Dort kann ich dann die induzierte Spannung berechnen.
Oder einfacher: Ich lege einfach eine Spannung an den Draht an.
Nun bewegen sich die Elektronen mit der Geschwindigkeit v.
Es gilt I=U/R
Erhöhe ich nun die Spannung, so müsste sich die Stromstärke erhöhen etc (s.h. meine Argumentation oben).
Erhöhe ich die Spannung aber immer weiter, so erreichen die Elektronen nahezu Lichtgeschwindigkeit. Gut...erhöhe ich U weiter, so müsste nach dem ohm'schen Gesetzt die Stromstärke weiter steigen, wass sie aber nicht kann, da v nicht größer wird, d.h. es gäbe eine maximale Stromstärke.
Sehe ich das so richtig?
Slaín,
Kroni
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Hallo
Deine Überlegungen stimmen so weit, wenn man das Ohmsche Gesetz als absolut gültig betrachtet. Das Problem dabei ist, dass der Widerstand eines Leiters bei grosser Stromstärke zunimmt. Wie du dir richtig vorgestellt hast, bewegen sich die Elektronen im Leiter immer schneller, wenn die Stromstärke erhöht wird. Das bedeutet allerdings, dass sie auch immer häufiger mit den Atomen des Leiters zusammenprallen und dementsprechend gebremst werden (die Elektronen natürlich). Aber das ist gleichbedeutend mit einem steigenden Widerstand.
Gruss
EvenSteven
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 20:51 Mi 28.02.2007 | | Autor: | Kroni |
Okay, soweit für den Leiter.
Das ist dann eine andere Möglichkeit der Begründung, wobei die Elektronen ja auch mit den Atomen zusammenstoßen, wenn sie langsam sind, aber ist klar, was du meinst.
Angenommen, ich verstehe unter Stromfluss ein paar freie Elektronen, die durch die Landschaft fliegen.
Das ist dann ja auch ein Strom.
Dann würde mein Argument aber ziehen, dass es dann aufgrund der Beschränkung der Relativisitk irgendwann eine maximale Stromstärke erreicht sein muss (bei konstanem Q versteht sich)?
Slaín,
Kroni
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Ja, das ist vollkommen korrekt!
Schau dir Teilchenbeschleuniger an. Diese bringen Teilchen fast auf Lichtgeschwindigkeit. Der Strom bewegt sich hier allerdings im Bereich einiger Milliampere!
Der LHC am CERN in Genf beschleunigt Protonen auf 7TeV, wenn du so willst, die Spannung, die dazu nötig wäre, ist 7 Teravolt. Jedes Proton hat dabei die gleiche Energie wie eine Mücke, die gegen die Wand fliegt 
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 21:28 Mi 28.02.2007 | | Autor: | Kroni |
Hey und danke.
Freut mich, dass ich da in der Hinsicht richtig nachgedacht habe, eigentlich müsste das ja auch so sein, weil v nur dicht an c rankommt, aber nie c erreicht.
Logisch muss sich das ja auch dann auf I ausweiten. Gut, schön, dass ich das bestätigt bekommen habe.
Ja, der CERN Kreisbeschleuniger...ca 29km Durchmesser oder wie war das noch gleich.
Nun ja, danke an euch=)
Slaín,
Kroni
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Naja, ganz so viel ist es nicht. Es sind nur 27km, und auch nur Umfang... Aber dennoch, ich war letztens in der Halle des ATLAS-Detektors, da wird einem schon ganz anders.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 21:38 Mi 28.02.2007 | | Autor: | Kroni |
Mist, ich wusste es, dass ich wieder übertreibe, aber bis auf einen Konstanten Faktor passte es doch*g*
Bist du durch dein Studium an den CERN gekommen?
Sry, wenn es hier Off-Topic wird, aber ist ja auch eine Frage, die einen interessiert, wie man ans CERN kommt.
Slaín,
Kroni
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