[Elektricteit] Snelheid van elektronen?

ZonnTroLL

Wat is de snelheid van elektriciteit als ik dat vragen mag?

Gray

2m/s dacht ik. (door een draad)

Cycloon

Is dat niet wat traag ? Dat zou willen zeggen als de kabel die van m'n schakelaar naar m'n lamp loopt 2 meter lang zou zijn, ik een volle second zou moeten voor er licht is ?

Gray

Snelheid van elektronen was laag, enkele meters per seconde.

Bij een draad was het, `het knikkers in een buisprincipe`

Draad bestaat uit atomen, en de elektronen worden tekens opgenomen en afgegeven aan de volgende atoom. en gaat dus wel heel vlug, (anders zouden we niet kunnen telefoneren enz..)

Zo was het

Cycloon

Ah je comprends

Dus eigelijk is elektriciteit oneindig snel ? Of zo snel als de uitrekking ?

Gray

Ongeveer de snelheid van het licht. (door atomen.)

wannes

Gray schreef:Snelheid van elektronen was laag, enkele meters per seconde.

Bij een draad

dat hangt ervanaf, de snelheid van de elektronen bedraagt ongeveer 10^6 m/s, de netto verplaatsing van de elektronen is echter in de buurt van 10^-4 m/s(zeer traag dus)

je kan het als volgt zien, de elektronen bewegen zeer snel, maar ze botsen voortdurend, daardoor is de netto snelheid niet groot.

dus als je een kabel van 2 meter hebt en je steek die in het stopcontact zullen de elektronen uit het stopcontact pas na meer dan 2 uur het einde van de verlengdraad bereiken, het elektrisch veld in de draad daarentegen heeft ongeveer de snelheid van het licht, daarom gaat je licht onmiddelijk aan als je op de licht knop duwt

Jan van de Velde

?????????????????????????????????????????

Hier moeten we nog maar es effe naar doorzoeken................

http://www.nwo.nl/nwohome.nsf/pages/NWOP_5VJGR6

Voor de liefhebbers de berekening:

· Een stroomsterkte van 1 Ampère is hetzelfde als 1 Coulomb per seconde.

· Een elektron heeft een lading van 1,6.10-19 Coulomb.

· 1 Coulomb = 1/1,6.10-19 = 6,25.10-18 elektronen

· Dus 1 Ampère = 6,25.10-18 elektronen/seconde

Het aantal atomen in koper is op te zoeken of te berekenen:

· N = N0 * m/M

N is het aantal atomen per kubieke meter. N0 is het getal van Avogadro (6,0229 . 1023). m is de soortelijke massa van koper (8,9 . 103 kg/m3). M is het atoomgewicht van koper (63,5).

Dus:

· N = 6,0229 . 1023 * 8,9 . 103 / 63,5

· = 8.44 . 1028 atomen per kubieke meter.

In koper zijn 8, 44 * 1028 elektronen per kubieke meter beschikbaar.

Dus in een draad van 1 meter lengte en 2 mm doorsnee zijn dat in totaal 2,65 * 1023 elektronen.

Omdat er een stroom staat van 1 Ampère komen er dus 6,25.1018 elektronen per seconde uit de bron. Er zijn in totaal 2,65.1023 elektronen te verplaatsen dus voordat de 'bron' elektronen bij het eind van de draad zijn duurt het:

2,65 * 1023 / 6,25 * 1018 = 42.400 seconden en dat is ongeveer 11,7 uur, kortom bijna een halve dag.

Dus, hoe hoger de stroomsterkte, hoe hoger de snelheid, hoe dunner de draad, hoe hoger de snelheid.

Als je dit nog snelheid mag noemen dan....

Antoon

De snelheid van "stoom" is erg vaag.

De electronen gaan inderdaad met een bepaalde snelheid die afhangt van de dikte van de draad, het aantel electronen per m³ van de stof, de stroom sterkte en de lading van de electronen maar die in constant natuurlijk dus daar hangt het niet vanaf.

Je kan het zelf afleiden

Maar de echte snelheid waarmee het iets berijkt is veel hoger.

Als jij een helelange tuinslang hebt gevuld met water, en je zet de kraan open dan hoeft dit water niet zo snel te gaan om binnen "no time" aan het einde van de tuinslang er water uit te persen.Dus dan gaat het veel sneller. Dan zou je kunnen zeggen dat het sneller dan licht gaat.

Het licht er dan maar aan hoe je het defineert

Ik zal mijn eerste verhaal proberen uit te leggen.

Een electrisch stroomsterkte is gegeven in Ampere's

Dit is weer gedefineert als C/s, wat lading per seconde inhoudt.

Als we een draad hebben. met daardoor 1000,0 A(makkelijk rekenen voor later) dan weten we dus dat er 1000 Coulumd per seconde langskomt op een bepaald punt.

Hoe snel gaan de electronen dan?

Omdat het maar een voorbeeld is en ik alleen de essentie duidelijk wil maken zeggen we dat een electron een lading heeft van 1Coulumb (dit is in het echt veel kleiner) Dan weet je dus dat er 1000 electronen per seconde langskomen.

Stel dat je nu weet dat een bepaalde stof (waar die 1000 ampere doorheen loopt) nou 100 vrijeelectronen per m³ bevat.

hoeveel m³ moet er dan door een bepaald punt "heen komen" om die 1000 ampere te halen. dat is in dit geval duideijk 10 maal perseconde.

Nou je begrijpt dat de gehele inhoud van de geleider niet langskomt zetten

Misschien zie je het al zitten dat dit 3 demensionaal antwoord moet omgezet worden in een 1 demensionaal antwoord. want we moeten uiteindelijk meter per seconde krijgen.

Dus moeten we het delen door de oppervlakte van de draad, stel dit is 0,1m². dan delen we die 10 door 0,1 en houden we 100 meter over.

Nu weten we dat in deze situatie met al mijn verkeerde constanten een electron 100 meter per seconde moet gaan.

Of ik heb het helemaal fout begrepen natuurlijk

Als we de stappen in een formule opschrijven krijg je

v=I/nAq

Waarin I de stroomsterkte is in ampere's

n het aantal vrijeelectronen per m³

A de doorsnelde van de draad in m²

q de lading van een electron in coulumb

v de snelheid van een electron in m/s

Jan van de Velde

Ja, het verhaal van Antoon komt dus neer op wat er in mijn post van 16.48 uur precies staat voorgerekend. NB, het viel me te laat op dat in het verhaal de machten zijn weggevallen. Het getal van Avogadro moet zo bijvoorbeeld worden gelezen als 6,0229.10^23. Evenzo bij een hoop van die andere 10.. getallen)

Het verhaal uit die quote slaat overigens op een lamp van 230 Watt, aangesloten op een kabel met een doorsnede met een oppervlakte van 3,14 mm^2. Ook niet je standaardsnoertje in huis. De verplaatsing van elektronen in de lengterichting vindt in deze draad dus plaats met een snelheid van 1m /42400s = 0.0000236 m/s, ca 2 m/dag.....

Hang je aan dezelfde draad bijvoorbeeld een wasmachine met een vermogen van 920 Watt (4 x zo groot als de gloeilamp), dan zullen de elektronen hier ook 4 x zo snel doorheen moeten, dat is dan al ca 8 m/dag.

Maar, zoals Antoon al aanhaalde met zijn schitterende tuinslang-analogie, je zult gelukkig geen 3 uur hoeven te wachten op je schone was.....

Wel zal enige vertraging optreden. Je kunt in elke geleider immers lading "opslaan" (statische elektriciteit, de geleider als geheel heeft een overmaat van of een tekort aan elektronen). Ik zou niet weten hoe groot dit effect zou kunnen zijn, maar ik stel me iets voor in de trant van fracties van milliseconden per meter draad die op capaciteit (in waterslanganalogie: "druk") zou moeten worden gebracht.

Antoon

Ja, het verhaal van Antoon komt dus neer op wat er in mijn post van 16.48 uur precies staat voorgerekend

Ik zie het ja, ik begon te typen toen het er nog niet stond

sorry

wannes

Antoon schreef:Als we de stappen in een formule opschrijven krijg je

v=I/nAq

Waarin I de stroomsterkte is in ampere's

n het aantal vrijeelectronen per m³

A de doorsnelde van de draad in m²

q de lading van een electron in coulumb

v de snelheid van een electron in m/s

in mijn handboek fysica worden volgende waardes gebruikt:

I=10.0 A

A=3.31*10^-6 m²

n=8.49*10^28 elektronen/m³

de driftsnelheid v=I/(nAq)

v=2.22*10^-4 m/s

dat geeft 0.7992 m/uur

Jan van de Velde

Het voorbeeld van Wannes is dus een voorbeeld van weer een andere dikte draad en weer een andere stroomsterkte. Ergo, alles hangt af van deze twee factoren. Maar een elektrische stroom is dus eigenlijk zo traag als dikke str..... .

luc

ik weet dat deze poll al een tijdje dood is maar toch wil ik me er nog in mengen :eusa_whistle:

in princiepe zullen centrales nooit problemen hebben met inschakelen toch ? ook al zou de afstand theoretisch 1 lichtjaar zijn want je synchroniseerd op de sinus zoals die bij jouw is en niet op de sinus op 1 lichtjaar afstand want als je op de sinus bij jouw die op het net is synchroniseerd zal door de snelheid en afstand ''jouw'' sinus in fase lopen met de sinus op 1 lichtjaar afstand toch ?

ook al zal je als je op het net meet bi jjouw voor de deur en op het net op 1 lichtjaar afstand alles niet in fase lopen toch ?

317070

ook al zal je als je op het net meet bi jjouw voor de deur en op het net op 1 lichtjaar afstand alles niet in fase lopen toch ?

Ja, dat is het principe van transmissielijnen. Eenmaal je draad in de buurt komt van de golflengte van je signaal (bij elektrisch netwerk is aan 50Hz, en dus heb je al problemen bij draden/netwerken van 6000km.) gelden de eenvoudige netwerkwetjes niet meer. Er treden faseverschillen en reflecties op, je kunt staande golven krijgen, dispersie op golven, enz.

Ze lopen dus idd meestal niet meer in fase, tenzij je op een veelvoud van ongeveer 6000km van elkaar woont :eusa_whistle:

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[Elektricteit] Snelheid van elektronen?

[Elektricteit] Snelheid van elektronen?

Re: [Elektricteit] Snelheid van elektronen?

Re: [Elektricteit] Snelheid van elektronen?

Re: [Elektricteit] Snelheid van elektronen?

Re: [Elektricteit] Snelheid van elektronen?

Re: [Elektricteit] Snelheid van elektronen?

Re: [Elektricteit] Snelheid van elektronen?

Re: [Elektricteit] Snelheid van elektronen?

Re: [Elektricteit] Snelheid van elektronen?

Re: [Elektricteit] Snelheid van elektronen?

Re: [Elektricteit] Snelheid van elektronen?

Re: [Elektricteit] Snelheid van elektronen?

Re: [Elektricteit] Snelheid van elektronen?

Re: [Elektricteit] Snelheid van elektronen?

Re: [Elektricteit] Snelheid van elektronen?