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Bewegter Leiter = Bewegte Ladung?

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Elektrikforum Foren-Übersicht -> Grundlagen & Schaltungen der Elektroinstallation
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sb
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Anmeldungsdatum: 21.10.2017
Beiträge: 348

BeitragVerfasst am: 30.11.2017 20:14    Titel: Bewegter Leiter = Bewegte Ladung? Antworten mit Zitat
Ich bin nur Armchair-Physiker, habe mal eine Frage richtige Physiker:

Mir stellt sich, anlässlich einer neuen Stromzange, gerade die Frage ob die Ladungsträger-Bewegung die wir "Strom" nennen eigentlich relativ zu ihrem Leiter stattfinden muss damit EM-Felder zustande kommen die mit der Stromzange (die für AC ja effektiv ein Trafo mit einer Primärwicklung ist) interagieren, oder ob die Bewegung des Leiters selbst (und damit der darin enthaltenen Ladungsträger) ebenfalls "Strom" ist.

Ich habe versuchsweise meine (TRMS) Stromzange auf die niedrigste Skala (600mA) gestellt und eine lose, von der Stromzange umschlossene, 10mm^2 Einzelader hin und her gewackelt. Die Stromzange hat etwas angezeigt, aber ich bin nicht sicher ob das Ergebnis des wackelns war oder nur Grundrauschen. Ich denke eigentlich dürfte die Bewegung des Leiters den selben Effekt haben wie (gleichartige) Bewegung der Elektronen im Leiter, aber so richtig sicher bin ich mir nicht. Weiss es jemand besser?
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Pumukel
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Anmeldungsdatum: 22.07.2016
Beiträge: 2521

BeitragVerfasst am: 30.11.2017 21:01    Titel: Antworten mit Zitat
Einen Leiter kannst du bewegen bis du schwarz wirst ohne das sich ein Strom aufbaut oder eine Spannung entsteht. Erst wenn du den Leiter in einem Magnetfeld bewegst wird sich da auch eine Spannung aufbauen und ein Strom in der geschlossenen Leiterschleife fließen. Das Ganze nennt sich elektromagnetische Induktion https://www.leifiphysik.de/elektrizitatslehre/elektromagnetische-induktion
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sb
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Anmeldungsdatum: 21.10.2017
Beiträge: 348

BeitragVerfasst am: 30.11.2017 21:38    Titel: Antworten mit Zitat
Das im Leiter selbst kein Strom fließt ist klar.

Der Rest auch, insb. was Induktion ist.

Wie so oft ist deine Antwort eine richtige Antwort auf eine Frage die nicht gestellt wurde Sad.
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Pumukel
Inventar
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Anmeldungsdatum: 22.07.2016
Beiträge: 2521

BeitragVerfasst am: 30.11.2017 22:30    Titel: Antworten mit Zitat
Nein du stellst die falschen Fragen! Strom ist die gerichtete Bewegung von Ladungsträgern. Und wenn du einen Leiter bewegst hat das überhaupt keinen Einfluss auf die Ladungsträger. Erst in einem elektrischen Feld oder Magnetfeld werden die Ladungsträger entlang der Feldlinien beschleunigt und damit gerichtet bewegt.
So und nun mal eine Ketzerische Frage an den Sessel -Physiker Ist ein Atom eine Strom oder eine Spannungsquelle . Es enthält ja positive und negative Ladungen. Und nun noch eine weitere Frage Kann eine Spannung ohne Strom existieren und ein Strom ohne Spannung fließen?
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sb
Master Member
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Anmeldungsdatum: 21.10.2017
Beiträge: 348

BeitragVerfasst am: 30.11.2017 22:53    Titel: Antworten mit Zitat
Pumukel hat folgendes geschrieben:
Nein du stellst die falschen Fragen! Strom ist die gerichtete Bewegung von Ladungsträgern. Und wenn du einen Leiter bewegst hat das überhaupt keinen Einfluss auf die Ladungsträger.

Außer dass die Ladungsträger sich natürlich mitbewegen da sie Teil des Leiters sind, auch wenn sie relativ zum Leiter (im Mittel) ruhen. So wir wir Menschen zwar relativ zur Erde ruhen, aber uns mitsamt der Erde um die Sonne bewegen.

Deshalb ja die Frage ob die Bewegung der Ladungsträger relativ zum Leiter erfolgen muss, oder ob die Bewegung der Ladungsträger mitsamt Leiter dazu äquivalent ist. In beiden Fällen werden definitiv Ladungsträger bewegt.


Zitat:
So und nun mal eine Ketzerische Frage an den Sessel -Physiker Ist ein Atom eine Strom oder eine Spannungsquelle .

Ein normales, nicht-ionisiertes Atom ist natürlich keine Spannungsquelle da insgesamt elektrisch neutral. (Was nicht heißen soll dass man Ionen als Spannungsquellen bezeichnen kann oder sollte). Für molekulare Dipole könnte man u.U. ein Argument machen. Eine Stromquelle ist garnichts, da es echte Stromquellen nicht gibt.
Was war an dieser Frage nun ketzerisch?


Pumukel hat folgendes geschrieben:
Und nun noch eine weitere Frage Kann eine Spannung ohne Strom existieren

Selbstverständlich

Pumukel hat folgendes geschrieben:
und ein Strom ohne Spannung fließen?

Im gewöhnlichen Stromkreis natürlich nicht. Im Falle bewegter Leiter bin ich nicht sicher, um das herauszufinden geht es schließlich in diesem Thread. Idea
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Pumukel
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Anmeldungsdatum: 22.07.2016
Beiträge: 2521

BeitragVerfasst am: 30.11.2017 23:08    Titel: Antworten mit Zitat
Die Betonung liegt auf der gerichteten Bewegung der Ladungsträger!
Und eine Spannung kann ohne das ein Strom fließt oder geflossen ist nicht existieren. Wenn du zb ein Metall nimmst bewegen sich die Elektronen im Metall völlig ungerichtet, daran ändert sich auch nichts wenn du das Metall bewegst! Aber sobald sich das Metall in einem Elektrischen oder Magnetischen Feld bewegt erzwingst du eine gerichtete Bewegung der Elektronen. Den durch das äußere Feld wirkt eine Kraft auf die Ladungsträger ein.
Oder als anderes Beispiel du hast eine Salzlösung in Wasser. Das Salz zerfällt in Ionen. damit hast du freie Ladungsträger aber noch immer keine Spannungsquelle. Erst wenn du Eisen und Kupfer in diese Lösung bringst wird sich Zwischen den beiden Metallen eine Spannung einstellen. Denn die Ionen versuchen sich an den Metallen zu binden. Diese gerichtete Bewegung der Ionen ist aber auch ein Strom denn es werden Ladungsträger gerichtet bewegt.
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sb
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Anmeldungsdatum: 21.10.2017
Beiträge: 348

BeitragVerfasst am: 30.11.2017 23:18    Titel: Antworten mit Zitat
Pumukel hat folgendes geschrieben:
Die Betonung liegt auf der gerichteten Bewegung der Ladungsträger!

Wenn ich den Leiter axial bewege ist das doch genauso gerichtet. Was soll da denn ungerichtet sein? Surprised


Pumukel hat folgendes geschrieben:
Und eine Spannung kann ohne das ein Strom fließt oder geflossen ist nicht existieren.

Dass eine Spannung Konsequenz eines eins geflossenen Stroms ist bestreite ich ja gar nicht.

Pumukel hat folgendes geschrieben:
Wenn du zb ein Metall nimmst bewegen sich die Elektronen im Metall völlig ungerichtet, daran ändert sich auch nichts wenn du das Metall bewegst!

Wenn ich das Metall einen Meter nach rechts bewege bewegen sich die Ladungsträger natürlich ebenfalls gerichtet einen Meter nach rechts, sonst würden sie ja das Metall verlassen Idea

Pumukel hat folgendes geschrieben:
Aber sobald sich das Metall in einem Elektrischen oder Magnetischen Feld bewegt erzwingst du eine gerichtete Bewegung der Elektronen.

Eine gerichtete Bewegung der Elektronen im/relativ zum Leiter, genau.


Pumukel hat folgendes geschrieben:
Den durch das äußere Feld wirkt eine Kraft auf die Ladungsträger ein.

Diesem äußeren Feld würde im Fall "bewegter Leiter" die (Newtonsche) Kraft entsprechen die den Leiter (und damit die Ladungsträger) bewegt.


Pumukel hat folgendes geschrieben:
Oder als anderes Beispiel du hast eine Salzlösung in Wasser. Das Salz zerfällt in Ionen. damit hast du freie Ladungsträger aber noch immer keine Spannungsquelle. Erst wenn du Eisen und Kupfer in diese Lösung bringst wird sich Zwischen den beiden Metallen eine Spannung einstellen. Denn die Ionen versuchen sich an den Metallen zu binden. Diese gerichtete Bewegung der Ionen ist aber auch ein Strom denn es werden Ladungsträger gerichtet bewegt.

Ja. Spannung verursacht Strom, gegeben Leiter. Daraus kann man nicht folgern dass Strom ausschließlich von Spannung verursacht wird.

Ich fürchte ich werde das experimentell herausfinden müssen.
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Pumukel
Inventar
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Anmeldungsdatum: 22.07.2016
Beiträge: 2521

BeitragVerfasst am: 30.11.2017 23:24    Titel: Antworten mit Zitat
Nein auch wenn sich die Elektronen relativ frei im Metall bewegen können sind sie doch an die Kerne gebunden und wechseln nur ihre Plätze, das erfolgt aber rein chaotisch. Selbst wenn du das Metall mit 100G beschleunigst reicht diese Kraft nicht um da eine gerichtete Bewegung der Elektronen hervorzurufen!
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sb
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Anmeldungsdatum: 21.10.2017
Beiträge: 348

BeitragVerfasst am: 30.11.2017 23:31    Titel: Antworten mit Zitat
Pumukel hat folgendes geschrieben:
Nein auch wenn sich die Elektronen relativ frei im Metall bewegen können sind sie doch an die Kerne gebunden und wechseln nur ihre Plätze, das erfolgt aber rein chaotisch. Selbst wenn du das Metall mit 100G beschleunigst reicht diese Kraft nicht um da eine gerichtete Bewegung der Elektronen hervorzurufen!

Wir reden immernoch aneinander vorbei. Entweder du verstehst nicht was "relativ" bedeutet, oder ich verstehe nicht was "gerichtet" bedeutet.

Ich sage nicht dass ich auf irgendeine Art und Weise die Elektronen gegenüber den Atomkernen verschiebe. Sondern, dass ich die Elektronen und die Atomkerne gleichzeitig in die gleiche Richtung bewege. In beiden Fällen bewege ich, gerichtet, Ladungsträger. Was ist daran so schwer zu verstehen?
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Pumukel
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Anmeldungsdatum: 22.07.2016
Beiträge: 2521

BeitragVerfasst am: 30.11.2017 23:52    Titel: Antworten mit Zitat
Die Kerne in einem Metall bewegen sich fast gar nicht (abgesehen von der thermischen Schwingung). Die Elektronen da drin sind relativ frei beweglich, aber sie bewegen sich Chaotisch. Daran ändert sich auch nichts wenn du das Metall insgesamt bewegst . Egal in welche Richtung! Erst wenn du den Leiter in einem Elektromagnetischem Feld bewegst wirkt eine Kraft auf die Elektronen ein und diese bewegen sich dann in Richtung der Feldlinien gerichtet entsprechend der Ausrichtung des Feldes !
So Nehmen wir einen Bahnhof und die Leute warten auf den Zug, dann bewegen die sich Chaotisch! Erst wenn der Zug eingefahren ist, bewegen die sich gerichtet, denn sie wollen ja einsteigen!
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