www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strom bei einzelnen Elektron


Autor: Dagobert (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nehmen wir einmal an, wir müssten den Strom messen, der beim Fluss eines 
einzelnen Elektrons zustande kommt. Wie hoch wäre dieser Strom dann?

: Verschoben durch Admin
Autor: Tim T. (tim_taylor)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
1,602 * 10^-19 As / t

Autor: Florian W. (flow)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

Autor: guguseli (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Da die Stromstärke definiert ist als Ladung(sverschiebung) pro 
Zeiteinheit ist der Strom also gleich der Ladung eines einzelnen 
Elektron pro Zeit. Die Elementarladung eines Eletron beträgt 1.6 . 10 
hoch -19 Coulomb. Also ist der Strom 1,6 *10 hoch -19 A.

Hoffe es stimmt so.

Autor: Klaus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
guguseli schrieb:
> Also ist der Strom 1,6 *10 hoch -19 A.

Das aber auch nur, wenn jede Sekunde ein Elektron vorbei kommt.

Autor: Mark Brandis (markbrandis)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Klaus schrieb:
> Das aber auch nur, wenn jede Sekunde ein Elektron vorbei kommt.

Es könnte ja immer dasselbe Elektron sein, dass in einem geschlossenen 
Stromkreis umherflitzt.

Autor: der mechatroniker (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Es könnte ja immer dasselbe Elektron sein, dass in einem geschlossenen
> Stromkreis umherflitzt.

Auch dann gilt die Rechnung nur dann, wenn es genau 1x pro Sekunde 
vorbeiflitzt.

Autor: Tim T. (tim_taylor)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ihr führt wieder eine pathologische Diskussion...

Autor: Klaus (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Tim T. schrieb:
> Ihr führt wieder eine pathologische Diskussion...

Nein, eine akademische... :-)

Autor: Mark Brandis (markbrandis)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
der mechatroniker schrieb:
> Auch dann gilt die Rechnung nur dann, wenn es genau 1x pro Sekunde
> vorbeiflitzt.

Hm, das ist doch mal fast schon philosophisch interessant:

Bedeutet "höhere Stromstärke", dass einfach mehr Elektronen pro gleicher 
Zeiteinheit in Bewegung sind - oder bedeutet es, dass die gleiche Anzahl 
an Elektronen sich einfach nur schneller bewegt und vielleicht zweimal 
pro Sekunde (anstatt einmal) durchs Strommessgerät fließt? :)

Autor: Cheffe (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Auch dann gilt die Rechnung nur dann, wenn es genau 1x pro Sekunde
>vorbeiflitzt.

Nein, die Betrachtung ergibt keinen Sinn. Ein Strom liegt nur vor, wenn 
genügend viele Teilchen überall im Leiter sind, damit die einzelen 
Quantelungen verschmiert sind.

Die Elektronen fliesen nämlich sehr langsam und stossweise. Da kommt 
nicht an jedem Leiterpunkt "alle Sekunde ein Elektron vorbei".

Wenn man wirklich ein einzelnes Elektron betrachten würde und aus irgend 
einem Grund nur eines flösse, dann müsste man am Ende des Leiter lange 
warten, bis es vorbei käme. Und es muss auch nicht genau dieses sein, 
weil statt seiner ein anders weiterfließen könnte, wenn es selber 
getrapped wird.

die Stromstärke wäre im Übirgen derart asymmetrisch, das man sie nicht 
angeben könnte, weil ein Elektron eine quais unendlich hohe Stromdichte 
hätte und in dem Volumen, in dem es aktiv ist einen extremen Strom 
erzeugt.

Der Strom ist nämlich Integral (s*dV), also Stromdichte / Volumen.

Autor: Tim T. (tim_taylor)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mark Brandis schrieb:
> der mechatroniker schrieb:
>> Auch dann gilt die Rechnung nur dann, wenn es genau 1x pro Sekunde
>> vorbeiflitzt.
>
> Hm, das ist doch mal fast schon philosophisch interessant:
>
> Bedeutet "höhere Stromstärke", dass einfach mehr Elektronen pro gleicher
> Zeiteinheit in Bewegung sind - oder bedeutet es, dass die gleiche Anzahl
> an Elektronen sich einfach nur schneller bewegt und vielleicht zweimal
> pro Sekunde (anstatt einmal) durchs Strommessgerät fließt? :)

Wenn du mal davon ausgehst das sich hauptsächlich der Elektronenimpuls 
weiterbewegt und nicht das Elektron ansich und das es weiterhin eine 
Geschwindigkeitsobergrenze gibt, solltest du selber auf die Antwort 
kommen.

Autor: Mark Brandis (markbrandis)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Tim T. schrieb:
> Wenn du mal davon ausgehst das sich hauptsächlich der Elektronenimpuls
> weiterbewegt und nicht das Elektron ansich

Moment. Impuls ist doch Masse mal Geschwindigkeit. Wenn der Impuls 
größer würde, hätte das Elektron doch auch eine größere Geschwindigkeit 
(sofern die Masse gleich bleibt).

Autor: Walter Tarpan (nicolas)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nein, die Frage ist wenig philosophisch, weil die Anzahl der freien 
Ladungsträger in einem metallischen Leiter nahezu konstant ist. Und alle 
sind immer in Bewegung (Leitungsbänder). Und ein "Elektron" ist ohnehin 
nur die anschauliche Beschreibung der Lösung der Schrödinger-Gleichung - 
die Definition einer "Geschwindigkeit" ist damit auch recht müßig.

Grüße
Nicolas

Autor: Detlev T. (detlevt)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bewegt sich eine Ladung q mit Geschwindigkeit v, so fließt ein Strom von
Ein Leiter ist nicht nötig (siehe braunsche Röhre)

Autor: Thomas Klima (rlyeh_drifter) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Mark Brandis schrieb:
> Hm, das ist doch mal fast schon philosophisch interessant:
>
> Bedeutet "höhere Stromstärke", dass einfach mehr Elektronen pro gleicher
> Zeiteinheit in Bewegung sind - oder bedeutet es, dass die gleiche Anzahl
> an Elektronen sich einfach nur schneller bewegt und vielleicht zweimal
> pro Sekunde (anstatt einmal) durchs Strommessgerät fließt? :)

such mal nach den Begriffen Driftgeschwindigkeit, beweglichkeit, lokales 
Ohmsches Gesetz, und Leitfähigkeit.

Nur so zwei Extremfälle:
Bei Metallen kannst davon ausgehen, dass sich eine sehr große Anzahl von 
Elektronen leicht (fast frei) bewegt.
Bei Isolatoren können (fremde) Ionen einen großteil der Leitfähigkeit 
ausmachen. Da kanns vorkommen, dass sich große Moleküle mit nur geringer 
Überschussladung (daher wenig Kraft ausgeübt im Feld) nur langsam an der 
Oberfläche entlangkriechen, da hast wieder eine sehr geringe 
Leitfähigkeit.

Autor: Fra Nk (korax)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
der mechatroniker schrieb:
>> Es könnte ja immer dasselbe Elektron sein, dass in einem geschlossenen
>> Stromkreis umherflitzt.
>
> Auch dann gilt die Rechnung nur dann, wenn es genau 1x pro Sekunde
> vorbeiflitzt.

Die Driftgeschwindigkeit von Elektronen in einem Kupferdraht (1.5mm^2) 
bei 1A beträgt:

50µm/sec = 18cm/h

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Tim T. schrieb:
> Ihr führt wieder eine pathologische Diskussion...

Jetzt wirds spannend. Ne Pathologie würde ich hier als letztes erwarten 
;):D

Autor: Tim T. (tim_taylor)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Michael schrieb:

> Jetzt wirds spannend. Ne Pathologie würde ich hier als letztes erwarten
> ;):D

Bist halt noch recht neu hier, aber manche in diesem Forum (nicht 
zwangsweise hier im Thread) sind eindeutig Hirntot...

Autor: Chinese vom Festland (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sagt das dein Vater (Andrew) oder stammt das von dir?

Autor: Olof Gutowski (ole)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Moin,

einige 10m entfernt von meinem Büro steht eine Anlage, in der ständig 
Ladungen im Kreis fliegen. Da es von großem Interesse ist wie viele 
Ladungen dort kreisen werden "Beam-Current Monitore" eingesetzt.

Formel (1) auf Seite 1 der pdf-Datei liefert die Antwort auf die oben 
gestellte Frage.

http://lss.fnal.gov/archive/2000/conf/Conf-00-119.pdf

Das ganze steht dabei in keinerlei Zusammenhang mit dem Medium in 
welchem sich die Ladungen bewegen. Ebenso ist die "Art" der Ladung für 
die Definition von Strom unerheblich.

Grüße und schönes Wochenende

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.