Einfacher Stromkreis - Versionsgeschichte

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2013-10-14T08:53:40Z

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← Nächstältere Version		Version vom 14. Oktober 2013, 08:53 Uhr
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	Um sich die Elektrizität vorzustellen, hat man seit jeher Bilder von den elektrischen Vorgängen gemacht. Dabei sind mehr oder weniger brauchbare Modelle entstanden. Um die Vorgänge in elektrotechnischen Netzwerken (Spannung und Strom bei [[Widerstand\|Widerständen]], [[Kondensator\|Kondensatoren]] und [[Spule\|Spule]]) zu verstehen, zieht man mit Vorteil die Wasseranalogie bei. Den Energietransport von der Batterie zur Glühbirne erklärt man dann nicht weiter, sonder schreibt den Energiestrom einfach dem elektrischen Strom zu ([[zugeordneter Energiestrom]]). Untersucht man dagegen den Ladungstransport in Festkörpern, benötigt man ein mikroskopisches Modell. Das Bild, das man sich dann von den [[Elektron\|Elektronen]] macht, sollte man aber auch nicht zu konkret gestalten (kleine, rote Kügelchen).		Um sich die Elektrizität vorzustellen, hat man seit jeher Bilder von den elektrischen Vorgängen gemacht. Dabei sind mehr oder weniger brauchbare Modelle entstanden. Um die Vorgänge in elektrotechnischen Netzwerken (Spannung und Strom bei [[Widerstand\|Widerständen]], [[Kondensator\|Kondensatoren]] und [[Spule\|Spule]]) zu verstehen, zieht man mit Vorteil die Wasseranalogie bei. Den Energietransport von der Batterie zur Glühbirne erklärt man dann nicht weiter, sonder schreibt den Energiestrom einfach dem elektrischen Strom zu ([[zugeordneter Energiestrom]]). Untersucht man dagegen den Ladungstransport in Festkörpern, benötigt man ein mikroskopisches Modell. Das Bild, das man sich dann von den [[Elektron\|Elektronen]] macht, sollte man aber auch nicht zu konkret gestalten (kleine, rote Kügelchen).

			Die hydroelektrische Analogie (Wasseranalogie) sieht wie folgt aus
	Ein viel brauchbareres Bild liefert die hydroelektrische Analogie

	{\|		{\|

Admin: /* Bilder */

2013-10-14T08:47:07Z

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	==Bilder==		==Bilder==
	Um sich die Elektrizität vorzustellen, hat man seit jeher Bilder von den elektrischen Vorgängen gemacht. Dabei sind mehr oder weniger brauchbare Modelle entstanden. ~~Stellt~~ ~~man~~ ~~sich~~ ~~den Strom als Bewegung von Elektronen vor, nimmt man ein Modell, das nicht direkt auf~~ ~~elektrotechnische~~ ~~Netzwerke~~ (Spannung und Strom bei [[Widerstand\|Widerständen]], [[Kondensator\|Kondensatoren]] und [[Spule\|Spule]]) ~~angewendet~~ ~~werden~~ ~~kann.~~ ~~Zudem~~ ~~darf~~ ~~man~~ ~~sich~~ ~~den~~ ~~Transport~~ ~~der~~ ~~Elektronen~~ ~~nicht~~ ~~als~~ ~~Bewegung~~ im ~~Sinne~~ ~~der~~ ~~klassischen~~ ~~Mechanik~~ ~~vorstellen~~, ~~denn~~ ~~die~~ ~~[[Quantenmechanik]]~~ ~~erlaubt~~ ~~uns~~ ~~nicht,~~ ~~den~~ ~~Elektronen~~ ~~gleichzeitig eine Geschwindigkeit~~ ([[~~Impuls~~]]) ~~und einen Ort zuzuordnen. Das Elektronenmodell hilft auch nicht weiter, wenn der Energietransport von der Batterie zur Glühbirne erklärt werden soll~~. Untersucht man dagegen den Ladungstransport in Festkörpern, benötigt man ein mikroskopisches Modell. Das Bild, das man sich dann von den [[Elektron\|Elektronen]] macht, ~~hat~~ aber ~~nichts~~ ~~mehr~~ ~~mit~~ ~~den~~ ~~roten~~ ~~Erbsen zu tun~~, ~~wie~~ ~~sie in elementaren Lehrbüchern zu finden sind~~.		Um sich die Elektrizität vorzustellen, hat man seit jeher Bilder von den elektrischen Vorgängen gemacht. Dabei sind mehr oder weniger brauchbare Modelle entstanden. Um die Vorgänge in elektrotechnischen Netzwerken (Spannung und Strom bei [[Widerstand\|Widerständen]], [[Kondensator\|Kondensatoren]] und [[Spule\|Spule]]) zu verstehen, zieht man mit Vorteil die Wasseranalogie bei. Den Energietransport von der Batterie zur Glühbirne erklärt man dann nicht weiter, sonder schreibt den Energiestrom einfach dem elektrischen Strom zu ([[zugeordneter Energiestrom]]). Untersucht man dagegen den Ladungstransport in Festkörpern, benötigt man ein mikroskopisches Modell. Das Bild, das man sich dann von den [[Elektron\|Elektronen]] macht, sollte man aber auch nicht zu konkret gestalten (kleine, rote Kügelchen).

	Ein viel brauchbareres Bild liefert die hydroelektrische Analogie		Ein viel brauchbareres Bild liefert die hydroelektrische Analogie

Admin: /* elektromagnetisches Feld */

2007-10-15T04:31:12Z

elektromagnetisches Feld

← Nächstältere Version		Version vom 15. Oktober 2007, 04:31 Uhr
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	Mit Batterie und Glühbirnchen fliesst ein elektrischer Strom im Kreis herum. Um die Drähte bildet sich je ein magnetisches Wirbelfeld. Die Ladungsmenge, die dabei durch einen Drahquerschnitt pro Sekunde transportiert wird, ist sehr viel grösser als die Ladung, die zum Aufbau der 4.5 V Spannung notwendig ist. Fragt man nun nach dem Energietransport von der Batterie zur Glühbirne, stösst man auf den [[Poynting-Vektor]]. Dieser Vektor ist überall dort vorhanden, wo die elektrische und magnetische Feldstärke nicht gleich gerichtet sind. Der Poynting-Vektor beschreibt die Stromdichte der Energie im elektromagnetischen Feld. Weil das elektrische Feld im Innern der Zuleitungsdrähte sehr klein ist, darf nun behauptet werden, dass die Energie weiträumig von der Batterie zur Glühbirne durch das elektromagnetische Feld transportiert wird - nur nicht durch den Draht, wie man aus dem naiven Bild der Erbsenelektronen folgern könnte.		Mit Batterie und Glühbirnchen fliesst ein elektrischer Strom im Kreis herum. Um die Drähte bildet sich je ein magnetisches Wirbelfeld. Die Ladungsmenge, die dabei durch einen Drahquerschnitt pro Sekunde transportiert wird, ist sehr viel grösser als die Ladung, die zum Aufbau der 4.5 V Spannung notwendig ist. Fragt man nun nach dem Energietransport von der Batterie zur Glühbirne, stösst man auf den [[Poynting-Vektor]]. Dieser Vektor ist überall dort vorhanden, wo die elektrische und magnetische Feldstärke nicht gleich gerichtet sind. Der Poynting-Vektor beschreibt die Stromdichte der Energie im elektromagnetischen Feld. Weil das elektrische Feld im Innern der Zuleitungsdrähte sehr klein ist, darf nun behauptet werden, dass die Energie weiträumig von der Batterie zur Glühbirne durch das elektromagnetische Feld transportiert wird - nur nicht durch den Draht, wie man aus dem naiven Bild der Erbsenelektronen folgern könnte.

	[[Kategorie:Elektro]]		[[Kategorie:Elektro]] [[Kategorie:UebAV]]

Admin: /* elektromagnetisches Feld */

2006-12-04T12:40:07Z

elektromagnetisches Feld

← Nächstältere Version		Version vom 4. Dezember 2006, 12:40 Uhr
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	Ein ausgefeilteres Bild des einfachen Stromkreises erhält man mit Hilfe des [[elektromagnetisches Feld\|elektromagnetischen Feldes]]. Ladungen sind Quellen und Senken des elektrischen Feldes, Ströme bilden den Kern eines magnetischen Wirbelfeldes.		Ein ausgefeilteres Bild des einfachen Stromkreises erhält man mit Hilfe des [[elektromagnetisches Feld\|elektromagnetischen Feldes]]. Ladungen sind Quellen und Senken des elektrischen Feldes, Ströme bilden den Kern eines magnetischen Wirbelfeldes.

	~~Schraubt~~ ~~man~~ ~~die~~ ~~Glühbirne~~ ~~aus~~ ~~der~~ ~~Fassung,~~ ~~wird~~ ~~der~~ ~~Stromkreis~~ ~~unterbrochen.~~ ~~Eine~~ ~~extrem~~ ~~geringe~~ ~~Ladungsmenge~~, die ~~auf~~ ~~den~~ ~~beiden~~ ~~Drähten sitzt,~~ sorgt für ein schwaches elektrisches Feld. Dieses Feld, das für die Spannung zwischen den beiden Leitern verantwortlich ist, bleibt auch bestehen, wenn ~~der~~ ~~Strom~~ ~~fliesst.~~ ~~Die~~ ~~Batterie~~ ~~sorgt~~ ~~dafür,~~ ~~dass~~ ~~die~~ ~~Spannung~~ ~~zwischen~~ ~~den~~ ~~Drähten~~ ~~und~~ ~~damit~~ ~~auch~~ ~~das~~ ~~zugehörige~~ ~~elektrische~~ ~~Feld nie verschwindet~~. ~~Indem~~ ~~man~~ ~~den~~ ~~einen~~ ~~oder den andern Pol der Batterie erdet~~, ~~verändert sich~~ die ~~Ladung~~ ~~auf~~ den Drähten ~~ein~~ ~~wenig~~ ~~und~~ das zugehörige elektrische Feld ~~passt~~ ~~sich den neuen Gegebenheiten an~~.		Zwei parallel Drähte bilden einen [[Kondensator]]. Verbindet man die Drähte an einem Ende mit den Polen einer Batterie, werden die Drähte elektrisch geladen. Dann sorgt eine sehr kleine Oberflächenladung für ein schwaches elektrisches Feld. Dieses Feld, das für die Spannung zwischen den beiden Leitern verantwortlich ist, bleibt auch bestehen, wenn die beiden andern Ende des Drahtes mit einem Glühbirnchen verbunden werden, wenn also ein Strom durch die beiden Drähte fliesst. Die Batterie sorgt dann dafür, dass die Spannung zwischen den Drähten und damit auch das zugehörige elektrische Feld nie verschwindet.

	~~Dreht~~ ~~man~~ ~~die Glühbirne wieder~~ ~~hinein,~~ fliesst ein elektrischer Strom im Kreis herum ~~und~~ es bildet sich ein magnetisches Wirbelfeld ~~um den Stromkreis~~. Die Ladungsmenge, die dabei durch einen Drahquerschnitt pro Sekunde transportiert wird, ist sehr viel grösser als die Ladung, die zum Aufbau der 4.5 V Spannung notwendig ist. Fragt man nun nach dem Energietransport von der Batterie zur Glühbirne, stösst man auf den [[Poynting-Vektor]]. Dieser Vektor ist überall dort vorhanden, wo die elektrische und magnetische Feldstärke nicht gleich gerichtet sind. Der Poynting-Vektor beschreibt die Stromdichte der Energie im elektromagnetischen Feld. Weil das elektrische Feld im Innern der Zuleitungsdrähte sehr klein ist, darf nun behauptet werden, dass die Energie weiträumig von der Batterie zur Glühbirne durch das elektromagnetische Feld transportiert wird - nur nicht durch den Draht, wie man aus dem naiven Bild der Erbsenelektronen folgern könnte.		Mit Batterie und Glühbirnchen fliesst ein elektrischer Strom im Kreis herum. Um die Drähte bildet sich je ein magnetisches Wirbelfeld. Die Ladungsmenge, die dabei durch einen Drahquerschnitt pro Sekunde transportiert wird, ist sehr viel grösser als die Ladung, die zum Aufbau der 4.5 V Spannung notwendig ist. Fragt man nun nach dem Energietransport von der Batterie zur Glühbirne, stösst man auf den [[Poynting-Vektor]]. Dieser Vektor ist überall dort vorhanden, wo die elektrische und magnetische Feldstärke nicht gleich gerichtet sind. Der Poynting-Vektor beschreibt die Stromdichte der Energie im elektromagnetischen Feld. Weil das elektrische Feld im Innern der Zuleitungsdrähte sehr klein ist, darf nun behauptet werden, dass die Energie weiträumig von der Batterie zur Glühbirne durch das elektromagnetische Feld transportiert wird - nur nicht durch den Draht, wie man aus dem naiven Bild der Erbsenelektronen folgern könnte.

	[[Kategorie:Elektro]]		[[Kategorie:Elektro]]

Admin: /* Bilder */

2006-11-28T13:12:47Z

Bilder

← Nächstältere Version		Version vom 28. November 2006, 13:12 Uhr
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	==Bilder==		==Bilder==
	Um sich die Elektrizität vorzustellen, hat man ~~sich~~ seit jeher Bilder von den elektrischen Vorgängen gemacht. Dabei sind mehr oder weniger brauchbare Modelle entstanden. Stellt man sich den Strom als Bewegung von Elektronen vor, ~~hat~~ man ein ~~für~~ das ~~Verständnis~~ ~~von~~ ~~einfachen~~ ~~elektrischen~~ ~~Vorgängen~~ (Spannung und Strom bei [[Widerstand\|Widerständen]], [[Kondensator\|Kondensatoren]] und [[Spule\|Spule]]) ~~nicht~~ ~~direkt~~ ~~brauchbares Bild entwickelt~~. Zudem darf man sich den Transport der Elektronen nicht als Bewegung im Sinne der klassischen Mechanik vorstellen. ~~Die~~ [[Quantenmechanik]] erlaubt es uns nicht, den Elektronen gleichzeitig eine Geschwindigkeit ([[Impuls]]) und einen Ort zuzuordnen. ~~Zudem~~ ~~kann~~ ~~mit~~ ~~diesem~~ ~~Bild~~ der Energietransport von der Batterie zur Glühbirne ~~nicht glaubwürdig~~ erklärt werden. Untersucht man dagegen den Ladungstransport in Festkörpern, benötigt man ~~eine~~ ~~mikroskopische~~ ~~Eklärung~~. Das Bild, das man sich dann von den [[Elektron\|Elektronen]] macht, hat aber nichts mehr mit den roten Erbsen zu tun, wie sie in elementaren Lehrbüchern zu finden sind.		Um sich die Elektrizität vorzustellen, hat man seit jeher Bilder von den elektrischen Vorgängen gemacht. Dabei sind mehr oder weniger brauchbare Modelle entstanden. Stellt man sich den Strom als Bewegung von Elektronen vor, nimmt man ein Modell, das nicht direkt auf elektrotechnische Netzwerke (Spannung und Strom bei [[Widerstand\|Widerständen]], [[Kondensator\|Kondensatoren]] und [[Spule\|Spule]]) angewendet werden kann. Zudem darf man sich den Transport der Elektronen nicht als Bewegung im Sinne der klassischen Mechanik vorstellen, denn die [[Quantenmechanik]] erlaubt uns nicht, den Elektronen gleichzeitig eine Geschwindigkeit ([[Impuls]]) und einen Ort zuzuordnen. Das Elektronenmodell hilft auch nicht weiter, wenn der Energietransport von der Batterie zur Glühbirne erklärt werden soll. Untersucht man dagegen den Ladungstransport in Festkörpern, benötigt man ein mikroskopisches Modell. Das Bild, das man sich dann von den [[Elektron\|Elektronen]] macht, hat aber nichts mehr mit den roten Erbsen zu tun, wie sie in elementaren Lehrbüchern zu finden sind.

	Ein viel brauchbareres Bild liefert die hydroelektrische Analogie		Ein viel brauchbareres Bild liefert die hydroelektrische Analogie
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	\|Volumenstrom		\|Volumenstrom
	\|elektrischer Strom		\|elektrischer Strom
			\|Richtung des elektrischen Stromes ist Konvention
	\|keine bewegte Ladung
	\|-		\|-
	\|Potenzial		\|Potenzial
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	\|Strömungswiderstand		\|Strömungswiderstand
	\|Widerstand		\|Widerstand
	\|Laminarströmung		\|Laminarströmung
	\|-		\|-
	\|Kapazität		\|Kapazität
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	\|mit Widerstand gekoppelt		\|mit Widerstand gekoppelt
	\|-		\|-
	\|Energiestrom ~~''I<sub>W</sub>''~~		\|Energiestrom
	\|''p I<sub>V</sub>''		\|''I<sub>W</sub>'' = ''p I<sub>V</sub>''
	\|''φ I''		\|''I<sub>W</sub>'' = ''φ I''
	\|in der Elektrizität von untergeordneter Bedeutung		\|in der Elektrizität von untergeordneter Bedeutung
	\|-		\|-
	\|Prozessleistung ~~''P''~~		\|Prozessleistung
	\|''Δp I<sub>V</sub>''		\|''P'' = ''Δp I<sub>V</sub>''
	\|''U I''		\|''P'' = ''U I''
	\|wird von zweitem Prozess aufgenommen		\|Leistung wird von zweitem Prozess aufgenommen
	\|-		\|-
	\|Signalgeschwindigkeit		\|Signalgeschwindigkeit

User: /* Bilder */

2006-11-28T12:56:04Z

Bilder

← Nächstältere Version		Version vom 28. November 2006, 12:56 Uhr
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	==Bilder==		==Bilder==
	Um sich die Elektrizität vorzustellen, hat man sich seit jeher Bilder von den elektrischen Vorgängen gemacht. Dabei sind ~~brauchbare~~ ~~aber~~ ~~auch~~ ~~nutzlose~~ ~~Bilder~~ entstanden. Stellt man sich den Strom als Bewegung von Elektronen vor, hat man ein ~~nutzloses~~ und ~~zugleich~~ ~~falsches~~ Bild entwickelt: ~~die~~ Quantenmechanik erlaubt es uns nicht, den Elektronen eine ~~eindeutige~~ Geschwindigkeit zuzuordnen; ~~zudem~~ kann mit diesem Bild der Energietransport von der Batterie zur Glühbirne nicht glaubwürdig erklärt werden. Untersucht man dagegen den Ladungstransport in Festkörpern, benötigt man eine mikroskopische Eklärung. Das Bild, das man sich dann von den [[Elektron\|Elektronen]] macht, hat aber nichts mehr mit den roten Erbsen zu tun, wie sie in elementaren Lehrbüchern zu finden sind.		Um sich die Elektrizität vorzustellen, hat man sich seit jeher Bilder von den elektrischen Vorgängen gemacht. Dabei sind mehr oder weniger brauchbare Modelle entstanden. Stellt man sich den Strom als Bewegung von Elektronen vor, hat man ein für das Verständnis von einfachen elektrischen Vorgängen (Spannung und Strom bei [[Widerstand\|Widerständen]], [[Kondensator\|Kondensatoren]] und [[Spule\|Spule]]) nicht direkt brauchbares Bild entwickelt. Zudem darf man sich den Transport der Elektronen nicht als Bewegung im Sinne der klassischen Mechanik vorstellen. Die [[Quantenmechanik]] erlaubt es uns nicht, den Elektronen gleichzeitig eine Geschwindigkeit ([[Impuls]]) und einen Ort zuzuordnen. Zudem kann mit diesem Bild der Energietransport von der Batterie zur Glühbirne nicht glaubwürdig erklärt werden. Untersucht man dagegen den Ladungstransport in Festkörpern, benötigt man eine mikroskopische Eklärung. Das Bild, das man sich dann von den [[Elektron\|Elektronen]] macht, hat aber nichts mehr mit den roten Erbsen zu tun, wie sie in elementaren Lehrbüchern zu finden sind.

	Ein viel brauchbareres Bild liefert die hydroelektrische Analogie		Ein viel brauchbareres Bild liefert die hydroelektrische Analogie

Admin: /* elektromagnetisches Feld */

2006-11-23T06:04:07Z

elektromagnetisches Feld

← Nächstältere Version		Version vom 23. November 2006, 06:04 Uhr
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	Dreht man die Glühbirne wieder hinein, fliesst ein elektrischer Strom im Kreis herum und es bildet sich ein magnetisches Wirbelfeld um den Stromkreis. Die Ladungsmenge, die dabei durch einen Drahquerschnitt pro Sekunde transportiert wird, ist sehr viel grösser als die Ladung, die zum Aufbau der 4.5 V Spannung notwendig ist. Fragt man nun nach dem Energietransport von der Batterie zur Glühbirne, stösst man auf den [[Poynting-Vektor]]. Dieser Vektor ist überall dort vorhanden, wo die elektrische und magnetische Feldstärke nicht gleich gerichtet sind. Der Poynting-Vektor beschreibt die Stromdichte der Energie im elektromagnetischen Feld. Weil das elektrische Feld im Innern der Zuleitungsdrähte sehr klein ist, darf nun behauptet werden, dass die Energie weiträumig von der Batterie zur Glühbirne durch das elektromagnetische Feld transportiert wird - nur nicht durch den Draht, wie man aus dem naiven Bild der Erbsenelektronen folgern könnte.		Dreht man die Glühbirne wieder hinein, fliesst ein elektrischer Strom im Kreis herum und es bildet sich ein magnetisches Wirbelfeld um den Stromkreis. Die Ladungsmenge, die dabei durch einen Drahquerschnitt pro Sekunde transportiert wird, ist sehr viel grösser als die Ladung, die zum Aufbau der 4.5 V Spannung notwendig ist. Fragt man nun nach dem Energietransport von der Batterie zur Glühbirne, stösst man auf den [[Poynting-Vektor]]. Dieser Vektor ist überall dort vorhanden, wo die elektrische und magnetische Feldstärke nicht gleich gerichtet sind. Der Poynting-Vektor beschreibt die Stromdichte der Energie im elektromagnetischen Feld. Weil das elektrische Feld im Innern der Zuleitungsdrähte sehr klein ist, darf nun behauptet werden, dass die Energie weiträumig von der Batterie zur Glühbirne durch das elektromagnetische Feld transportiert wird - nur nicht durch den Draht, wie man aus dem naiven Bild der Erbsenelektronen folgern könnte.

			[[Kategorie:Elektro]]

Admin: /* elektromagnetisches Feld */

2006-11-21T17:16:57Z

elektromagnetisches Feld

← Nächstältere Version		Version vom 21. November 2006, 17:16 Uhr
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	Schraubt man die Glühbirne aus der Fassung, wird der Stromkreis unterbrochen. Eine extrem geringe Ladungsmenge, die auf den beiden Drähten sitzt, sorgt für ein schwaches elektrisches Feld. Dieses Feld, das für die Spannung zwischen den beiden Leitern verantwortlich ist, bleibt auch bestehen, wenn der Strom fliesst. Die Batterie sorgt dafür, dass die Spannung zwischen den Drähten und damit auch das zugehörige elektrische Feld nie verschwindet. Indem man den einen oder den andern Pol der Batterie erdet, verändert sich die Ladung auf den Drähten ein wenig und das zugehörige elektrische Feld passt sich den neuen Gegebenheiten an.		Schraubt man die Glühbirne aus der Fassung, wird der Stromkreis unterbrochen. Eine extrem geringe Ladungsmenge, die auf den beiden Drähten sitzt, sorgt für ein schwaches elektrisches Feld. Dieses Feld, das für die Spannung zwischen den beiden Leitern verantwortlich ist, bleibt auch bestehen, wenn der Strom fliesst. Die Batterie sorgt dafür, dass die Spannung zwischen den Drähten und damit auch das zugehörige elektrische Feld nie verschwindet. Indem man den einen oder den andern Pol der Batterie erdet, verändert sich die Ladung auf den Drähten ein wenig und das zugehörige elektrische Feld passt sich den neuen Gegebenheiten an.

	Dreht man die Glühbirne wieder hinein, fliesst ein elektrischer Strom im Kreis herum und es bildet sich ein magnetisches Wirbelfeld um den Stromkreis. Die Ladungsmenge, die dabei durch einen Drahquerschnitt pro Sekunde transportiert wird ist ~~unvergleichbar~~ grösser als die Ladung, die zum Aufbau der 4.5 V Spannung notwendig ist. Fragt man nun nach dem Energietransport von der Batterie zur Glühbirne stösst man auf den [[Poynting-Vektor]]. Dieser Vektor ist überall dort vorhanden, wo die elektrische und magnetische Feldstärke nicht gleich gerichtet sind. Der Poynting-Vektor beschreibt die Stromdichte der Energie im elektromagnetischen Feld. Weil das elektrische Feld im Innern der Zuleitungsdrähte sehr klein ist, darf behauptet werden, dass die Energie weiträumig von der Batterie zur Glühbirne durch das elektromagnetische Feld transportiert wird - nur nicht durch den Draht, wie man aus dem naiven Bild der Erbsenelektronen ~~ableiten~~ könnte.		Dreht man die Glühbirne wieder hinein, fliesst ein elektrischer Strom im Kreis herum und es bildet sich ein magnetisches Wirbelfeld um den Stromkreis. Die Ladungsmenge, die dabei durch einen Drahquerschnitt pro Sekunde transportiert wird, ist sehr viel grösser als die Ladung, die zum Aufbau der 4.5 V Spannung notwendig ist. Fragt man nun nach dem Energietransport von der Batterie zur Glühbirne, stösst man auf den [[Poynting-Vektor]]. Dieser Vektor ist überall dort vorhanden, wo die elektrische und magnetische Feldstärke nicht gleich gerichtet sind. Der Poynting-Vektor beschreibt die Stromdichte der Energie im elektromagnetischen Feld. Weil das elektrische Feld im Innern der Zuleitungsdrähte sehr klein ist, darf nun behauptet werden, dass die Energie weiträumig von der Batterie zur Glühbirne durch das elektromagnetische Feld transportiert wird - nur nicht durch den Draht, wie man aus dem naiven Bild der Erbsenelektronen folgern könnte.

Admin: /* elektromagnetisches Feld */

2006-11-21T17:13:24Z

elektromagnetisches Feld

← Nächstältere Version		Version vom 21. November 2006, 17:13 Uhr
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	==elektromagnetisches Feld==		==elektromagnetisches Feld==
			Ein ausgefeilteres Bild des einfachen Stromkreises erhält man mit Hilfe des [[elektromagnetisches Feld\|elektromagnetischen Feldes]]. Ladungen sind Quellen und Senken des elektrischen Feldes, Ströme bilden den Kern eines magnetischen Wirbelfeldes.

			Schraubt man die Glühbirne aus der Fassung, wird der Stromkreis unterbrochen. Eine extrem geringe Ladungsmenge, die auf den beiden Drähten sitzt, sorgt für ein schwaches elektrisches Feld. Dieses Feld, das für die Spannung zwischen den beiden Leitern verantwortlich ist, bleibt auch bestehen, wenn der Strom fliesst. Die Batterie sorgt dafür, dass die Spannung zwischen den Drähten und damit auch das zugehörige elektrische Feld nie verschwindet. Indem man den einen oder den andern Pol der Batterie erdet, verändert sich die Ladung auf den Drähten ein wenig und das zugehörige elektrische Feld passt sich den neuen Gegebenheiten an.

			Dreht man die Glühbirne wieder hinein, fliesst ein elektrischer Strom im Kreis herum und es bildet sich ein magnetisches Wirbelfeld um den Stromkreis. Die Ladungsmenge, die dabei durch einen Drahquerschnitt pro Sekunde transportiert wird ist unvergleichbar grösser als die Ladung, die zum Aufbau der 4.5 V Spannung notwendig ist. Fragt man nun nach dem Energietransport von der Batterie zur Glühbirne stösst man auf den [[Poynting-Vektor]]. Dieser Vektor ist überall dort vorhanden, wo die elektrische und magnetische Feldstärke nicht gleich gerichtet sind. Der Poynting-Vektor beschreibt die Stromdichte der Energie im elektromagnetischen Feld. Weil das elektrische Feld im Innern der Zuleitungsdrähte sehr klein ist, darf behauptet werden, dass die Energie weiträumig von der Batterie zur Glühbirne durch das elektromagnetische Feld transportiert wird - nur nicht durch den Draht, wie man aus dem naiven Bild der Erbsenelektronen ableiten könnte.

Admin: /* Bilder */

2006-11-21T16:56:44Z

Bilder

← Nächstältere Version		Version vom 21. November 2006, 16:56 Uhr
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	==Bilder==		==Bilder==
	Um sich die Elektrizität vorzustellen, hat man sich seit jeher Bilder von den elektrischen Vorgängen gemacht. Dabei sind brauchbare aber auch nutzlose Bilder entstanden. Stellt man sich den Strom als Bewegung von Elektronen vor, hat man ein nutzloses und zugleich falsches Bild entwickelt: die Quantenmechanik erlaubt es uns nicht, den Elektronen eine eindeutige Geschwindigkeit zuzuordnen; zudem kann mit diesem Bild der Energietransport von der Batterie zur Glühbirne nicht glaubwürdig erklärt werden. ~~Sobald~~ ~~der~~ Ladungstransport in Festkörpern ~~untersucht wird~~, benötigt man eine mikroskopische Eklärung. Das Bild, das man sich dann von den [[Elektron\|Elektronen]] macht, hat aber nichts mehr mit den roten Erbsen zu tun, wie ~~man~~ sie in elementaren Lehrbüchern ~~findet~~.		Um sich die Elektrizität vorzustellen, hat man sich seit jeher Bilder von den elektrischen Vorgängen gemacht. Dabei sind brauchbare aber auch nutzlose Bilder entstanden. Stellt man sich den Strom als Bewegung von Elektronen vor, hat man ein nutzloses und zugleich falsches Bild entwickelt: die Quantenmechanik erlaubt es uns nicht, den Elektronen eine eindeutige Geschwindigkeit zuzuordnen; zudem kann mit diesem Bild der Energietransport von der Batterie zur Glühbirne nicht glaubwürdig erklärt werden. Untersucht man dagegen den Ladungstransport in Festkörpern, benötigt man eine mikroskopische Eklärung. Das Bild, das man sich dann von den [[Elektron\|Elektronen]] macht, hat aber nichts mehr mit den roten Erbsen zu tun, wie sie in elementaren Lehrbüchern zu finden sind.

	Ein viel brauchbareres Bild liefert die hydroelektrische Analogie		Ein viel brauchbareres Bild liefert die hydroelektrische Analogie
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	Die hydroelektrische Analogie hat natürlich auch ihre Grenzen. So kann ein ~~grosser~~ Strom durch ein Stück Eisenbahnschiene fliessen, ohne dass das Metall elektrisch geladen ist. Zudem hängt die [[Stromrichtung\|Richtung des elektrischen Stromes]] von einer Konvention ab. Würde man die Ladung des Elektrons positv wählen, flössen augenblicklich alle elektrischen Ströme auf die andere Seite.		Die hydroelektrische Analogie hat natürlich auch ihre Grenzen. So kann ein starker Strom durch ein Stück Eisenbahnschiene fliessen, ohne dass das Metall elektrisch geladen ist. Zudem hängt die [[Stromrichtung\|Richtung des elektrischen Stromes]] von einer Konvention ab. Würde man die Ladung des Elektrons positv wählen, flössen augenblicklich alle elektrischen Ströme auf die andere Seite.

	==elektromagnetisches Feld==		==elektromagnetisches Feld==