Manchmal schiessen mir zur späten Stunde ohne Grund völlig irre Fragen durch den Kopf. Z.B.: Gibt es eine theoretische Grenze für Hochspannung? Millionen V oder Milliarden oder? Naive Vorstellung: Elektronen sind in endlicher Menge vorhanden und Teilchen (wenn sie nicht grad auf Welle machen), also müsste sich irgendwann eine theoretisch maximale Separierung von beweglichen Elektronen ergeben, und damit eine 'Höchst"-Spannung? Hmm, und in ähnlichem Kontext: Was sind denn dann diese GeV (Giga Elektronenvolt), von denen die Hochenergy-Physiker so gerne reden? Ist das eine Spannung oder eine Energie oder? Grüsse
Je weiter die Ladungen (positive und negative) voneinander entfernt sind (Beispiel: Plattenkondensator), desto höher die dazwischenliegende Spannung. Noch Fragen?
GeV sind eine Energie, genauer eV ist eine Energie. Wenn Du die Ladung von E kennst, kannst Du das auch in J umrechnen, also 1eV= 1,6 10^-19 CV = 1,6 10^-19 C * kg *m^2 A^-1 s^-3 = (da C=As) 1,6 10^-19 kg m/s^2 *m = 1,6 10^-19 J also eine kleine Einheit. Aber 511 keV sind schon die Energie zur Erzeugung eine halben Elektron/Positron Paares.
@ reflex (Gast) >Gibt es eine theoretische Grenze für Hochspannung? Millionen V oder >Milliarden oder? Keine Ahnung. Wenn man sich so Blitze ansieht, gehen da schon ein paar (Dutzend?) Megavolt. >Hmm, und in ähnlichem Kontext: Was sind denn dann diese GeV (Giga >Elektronenvolt), von denen die Hochenergy-Physiker so gerne reden? Ist >das eine Spannung oder eine Energie oder? Energie, wenn man ein Elektron über eine Spannung X beschleunigt. Nur dass man das heut nicht nur mit einem E-Feld macht, weil man keine GV hat, sondern magnetisch bzw. elektromagnetisch per Mikrowelle.
Blitze können im GigaVolt Bereich liegen, bei entsprechendem Dielektrikum und Fläche sind keine theoretischen Limitierungen vorhanden also TeraVolt und mehr sind möglich.
Gigavolt schrieb: > Je weiter die Ladungen (positive und negative) voneinander entfernt sind > (Beispiel: Plattenkondensator), desto höher die dazwischenliegende > Spannung. Noch Fragen? Falsch, unter deiner Beschreibung bleibt die Spannung immer gleich. Du beziehst das elektrische Feld nicht mit ein, bzw. du nimmst an dass es immer gleich bleibt. Damit das elektrische Feld gleich bleibt muss die Spannung aber erhöht werden, und das macht die nicht von alleine. Mal ein Elektron an den Baum nageln und mit dem Proton davonlaufen gibt noch keine höhere Spannung.. (Dafür wird das elektrische Feld schwächer)
Wenn du einen Plattenkondensator auflädst und die Platten dann voneinander entfernst steigt die Spannung ins unermessliche!
Nur wenn das feld homogen bleibt. Dies ist eine Annahme aus Grundlagen der Elektrotechnik 1.
Spannungen sind in Gotteszahlvolt möglich, Isolierstrecke im Universum z. B. Erde - Alphacentauri. Jetzt zieh ich noch so ne Straße durch, gibt bestimmt noch einige paar Volt mehr.
Hmm, ok, da versagt die Anschauung. Ziehen wir die Platten mal nicht auseinander, sondern stellen und nur eine theoretische, Extreme Spannungsquelle vor. Irgendwann wären doch alle freien Elektronen abgesaugt, daher doch wieder endlich? Wenn falsch, wieso?
Naja, wenn das Feld zu hoch ist, dann werden die Elektronen aus dem Metall heraus emittiert.
Ok, das kann ich nachvollziehen. Beantwortet zwar nicht genau die Frage, aber die Neugierde erschöpft sich auch schon langsam. Danke.
Reflex schrieb: > Ok, das kann ich nachvollziehen. Beantwortet zwar nicht genau die Frage, > aber die Neugierde erschöpft sich auch schon langsam. Danke. LOL
Platten im festen Abstand. Die Blöden e- werden, aus dem Gleichgewicht, zu einer Platte gepumpt. Die Pumpe wird entfernt und die Spannung an den Platten gemessen. Lehrer zieht die Platten auseinander. Dabei muss der Lehrer eine Kraft aufwenden, die Blöden Platten ziehen sich an. Der Lehrer zieht auseinander. Die Ladungen auf beiden Seiten der Platten haben sich nicht verändert, aber die Energie in unserem Kondensator ist gestiegen. Preisfrage : Wie äussert sich der anstieg der Energie ([VAS]) wenn Q [AS] gleich bleibt ?
http://en.wikipedia.org/wiki/Schwinger_limit 1.3*10**18 V/m ab da werden aus dem Vakuum Electron-Positron paare erzeugt. Die dann "Effektiv" dein Feld wieder abschwächen in erster ordnung etc.
Spannung ist Ladungstrennungsarbeit. Unsereins hat sowas noch im Gym gelernt. Die Frage nach der maximal möglichen Spannung ist allerdings interessant. Die Vergangenheit/Physik hat gezeigt, dass manche Größen sehr große bzw. kleine Werte annehmen können aber sie sind immer endlich und abzählbar. Ich denke die Grenze für die maximal mögliche Spannung wird durch die Isolationseigenschaft des Dielektrikums bestimmt werden.
Also Gesetz dem Fall, daß ich eine Spannung durch räumliche Ladungstrennung erhöhen kann ist die mögliche Spannung aufgrund des unendlich großen Universums ebenfalls unendlich.
Ben _ schrieb: > Also Gesetz dem Fall, daß ich eine Spannung durch räumliche > Ladungstrennung erhöhen kann ist die mögliche Spannung aufgrund des > unendlich großen Universums ebenfalls unendlich. Das ist ja das Problem: Das Universum ist nicht unendlich groß. ;) Unendlich ist nur eine Hilfgröße aber keine Zahl, die wirklich in der Natur zu finden ist.
> Das Universum ist nicht unendlich groß.
Das mußt Du erstmal beweisen.
Das hat die aktuelle Physik schon getan. Mit Hilfe des Hubble Telescopes ist ein Durchmesser des Universums von 13,75 Milliarden Lichtjahren +170 Millionen Lichtjahre bzw- -150 Millionen Lichtjahre ermittelt worden. Ich könnte dich natürlich im Gegenzug auch dazu auffordern, zu beweisen, dass das Universum unendlich ist aber was bringt uns das wenn wir uns gegenseitig bashen? Daher bitte ich dich lediglich allgemein anerkannte physikalische Erkenntnisse zu respektieren.
Michael Köhler schrieb: > Das hat die aktuelle Physik schon getan. Mit Hilfe des Hubble Telescopes > ist ein Durchmesser des Universums von 13,75 Milliarden Lichtjahren +170 > Millionen Lichtjahre bzw- -150 Millionen Lichtjahre ermittelt worden. Wenn man nun aber davon ausgeht, dass unser Universum gekrümmt ist könnte das auch einfach der Horizont sein... P.S. Dazu eine weitere Frage: Wenn unser Universum gekrümmt ist gibt es dann ein außerhalb?
Michael Köhler schrieb: > in Durchmesser des Universums von 13,75 Milliarden Lichtjahren Soweit ich weiss, ist 13.75 Milliarden Jahre das Alter, die Ausdehnung beträgt mehr als 70 Milliarden Lichtjahre, tendentiell steigend durch die permanent steigende Ausdehnung. Glaub da hast du was verwechselt :) Gruß Christian
Stimmt, Christian. Ändert aber nix daran, dass das Universium nicht unendlich groß ist ;)
Stephan B. schrieb: > Wenn unser Universum gekrümmt ist gibt es dann ein außerhalb? Das kann niemand sagen da unsere Physik nur innerhalb unseres Universiums definiert ist. Unsere (bisherige) Physik ist nicht in der Lage Orte außerhalb des Universiums zu definieren, daher kann man auch nicht sagen ob es ein außerhalb gibt…oder nicht gib ;)
Michael Köhler schrieb: > Stimmt, Christian. Ändert aber nix daran, dass das Universium nicht > unendlich groß ist ;) Wenn es weiter expandiert, ist es nur eine Frage der Zeit, bis es unendlich groß ist...spätestens in unendlich Jahren ;) Gruß Christian
Wird es immer weiter expandieren? Das weiß niemand. Nochmal: Unendlich ist nur eine Hilfgröße, die es in der Natur nicht gibt. Das ist doch die Entdeckung des letzten Jahrhunderts: Die Endlichkeit und Abzählbarkeit der Natur.
Man ist sich halt nicht ganz sicher. Darum hat man diesen Begriff doch eigentlich erst erfunden. Betrachtet man aber Zahlen, ist der Begriff unendlich eine korrekte Größe. Es gibt einfach kein Ende an Zahlen. Und nochmal zurück zum Universum: Wars nicht sogar so, dass die Ausdehnungsgeschwindigkeit steigt? Gruß Christian
>http://en.wikipedia.org/wiki/Schwinger_limit Was ja nichts über eine absolute Spannung aussagt. Denn die Spannung kann man immer über eine noch größere Entfernung aufteilen, sodass die Feldstärke absinkt und die gewöhnliche Elektrodynamik zur Beschreibung ausreicht. Jetzt kann man wieder mal diskutieren wie große das Universum ist.... Da Spannung nur eine Potentialdifferenz ist, kann man immer einen Spannungpfeil durch irgendwelche geladenen Gasnebel im Universum legen uns sagen die Spannung beträgt blablabla Volt. Oder man bewegt theoretisch alle Elektronen im Universum an ein "Ende" (wenn es das gibt, bzw sagt man es dehnt sich aus) und zeichnet den Spannungpfeil (also integriert das Feld) bis ans andere Ende des Universums. Die Spannung wird das sehr hoch sein... Interessanter ist da die Frage nach den maximalen ekeltrischen und magnetischen Feldstärken bzw deren Felddichten D und B. http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetar
@Ben _ (burning_silicon) >Also Gesetz dem Fall, daß ich eine Spannung durch räumliche >Ladungstrennung erhöhen kann ist die mögliche Spannung aufgrund des >unendlich großen Universums ebenfalls unendlich. "Es gibt nur zwei Dinge, die unendlich sind. Das Universum und die Dummheit der Menschen. Beim ersten bin ich mir aber nicht ganz sicher." Albert Einstein
Auch wenn man das Universum als endlich und als Kugel betrachtet - es gibt immer noch ein "Dahinter". Wenn man mit einem Raumschiff so schnell fliegen könnte, daß man die bekannte Ausdehnung des Universums erreicht, würde man dahinter nicht an irgendeine Wand prallen oder so, sondern in leerem Raum fliegen, den das Universum halt noch nicht erreicht hat. Zu schade, daß wir das nie rauskriegen oder begreifen werden, was das Universum wirklich ist.
Ben _ schrieb: > Auch wenn man das Universum als endlich und als Kugel betrachtet - es > gibt immer noch ein "Dahinter". Wenn man mit einem Raumschiff so schnell > fliegen könnte, daß man die bekannte Ausdehnung des Universums erreicht, > würde man dahinter nicht an irgendeine Wand prallen oder so, sondern in > leerem Raum fliegen, den das Universum halt noch nicht erreicht hat. > > Zu schade, daß wir das nie rauskriegen oder begreifen werden, was das > Universum wirklich ist. Das ist eine These die weder belegt noch widerlegt werden kann. ;)
Ben _ schrieb: > sondern in > leerem Raum fliegen, den das Universum halt noch nicht erreicht hat. Da sich das Universum, jedenfalls derzeit, mit Überlichtgeschwindigkeit ausdehnt, wirst du kaum soweit kommen. Gruss Reinhard
Danke für alle Ausführungen, insbesondere bzgl. des Swinger Limits. Den Magnetar fand ich auch interessant.
Wieso nicht? Ich bin einer von den Menschen, die es durchaus für möglich halten mit der richtigen Technik Überlichtgeschwindigkeit zu fliegen. Naja, trotzdem hast Du recht, in diesem Leben komme ich da wohl nicht mehr hin.
Fast unendlich lang, fast unendlich breit, fast unendlich hoch bedeutet: Inhalt vernachlässigbar.
Spannung ist Arbeit pro Ladung. Das Universum besitzt nur eine endliche Menge an freier Arbeit um die Ladungstrennung durchzuführen. Da die Entropie steigt, wird sich auch die nutzbare Arbeit verringern, welche man zur Ladungstrennung aber benötigt. Daher würde ich sagen, dass die maximal mögliche Spannung stetig absinkt (also keine Konstante ist).
Christian Str schrieb: > Michael Köhler schrieb: >> in Durchmesser des Universums von 13,75 Milliarden Lichtjahren > > Soweit ich weiss, ist 13.75 Milliarden Jahre das Alter, die Ausdehnung > beträgt mehr als 70 Milliarden Lichtjahre, tendentiell steigend durch > die permanent steigende Ausdehnung. > Glaub da hast du was verwechselt :) > > Gruß Christian Demnach würde es Geschwindigkeiten geben die höher als c sind was nach meinen Kentnisstand nicht gibt. Hast du ne Quelle weil mich sowas interessiert
Ansgar k. schrieb: > Demnach würde es Geschwindigkeiten geben die höher als c sind was nach > meinen Kentnisstand nicht gibt. Eben doch - nichts im Universum kann sich mit mehr als Lichtgeschwindigkeit bewegen, aber der Raum selbst kann sich beliebig schnell ausdehnen und tut das auch mit Überlichtgeschwindigkeit. Jedenfalls ist das der derzeitige Stand der Erkenntnis. Wir können gerade noch Galaxien sehen, die ihr Licht vor 14 Milliarden Jahren ausgesandt haben, kurz nach dem Urknall - aber diese sind wegen der Ausdehnung eben inzwischen einige zig Milliarden LJ entfernt, ob es 70 sind haben ich jetzt nicht im Kopf. Gruss Reinhard
Ansgar k. schrieb: > Demnach würde es Geschwindigkeiten geben die höher als c sind was nach > meinen Kentnisstand nicht gibt. Hast du ne Quelle weil mich sowas > interessiert Das ist gerade der Knackpunkt bei der ganzen Sache. Ich hab da keine genaue Quelle zu, hab da nur einige Dokus im Fernsehen zu gesehen (neeein,nicht Galileo ;) ). Ich meine, es hat vor allem was mit Dunkler Energie zu tun, zumindest ist das wohl die Vermutung. Fix googlen ergab folgendes: http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2011/03/29/messung-der-expansionsgeschwindigkeit-des-universums-widerlegt-alternative-zur-dunklen-energie/ Da steht zumindest auch drin, dass die Dunkle Energie dafür verantwortlich gemacht wird, da aber weder ein Beweis für ihre Existenz, aber auch kein Gegenbeweis erbracht wurde, ists noch ziemlich vage alles ;) Gruß Christian
Michael Köhler schrieb: > Mit Hilfe des Hubble Telescopes > ist ein Durchmesser des Universums von 13,75 Milliarden Lichtjahren +170 > Millionen Lichtjahre bzw- -150 Millionen Lichtjahre ermittelt worden. und welche Farbe hat der Grenzzaun? ;-)
Jens Martin schrieb: > und welche Farbe hat der Grenzzaun? ;-) Ich sah da nur ein Restaurant... ;) Gruß Christian
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