Springen naar inhoud

snelheid van elektronen door een draad


  • Log in om te kunnen reageren

#1

dtw

    dtw


  • >25 berichten
  • 71 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 november 2013 - 21:48

Mijn vraag gaat over de snelheid van elektronen in een draad. Ik lees op verschillende websites dat de snelheid van een elektron zeer laag is. De snelheid af zou hangen van de lengte, dikte en het materiaal van de draad. Een typische waarde was zo'n 10^-5 m/s. Stel nu:

P=1 W
U=1 V
I=1 A

Als ik uitreken hoeveel elektronen er per seconde 'voorbij' komen, vind ik:

1e= 1.602*10^-19 C
1 A = 1 C/s

aantal elektronen per seconde: 1/(1.602*10^-19)= 6.2*10^18

ieder elektron heeft een hoeveelheid bewegingsenergie, dat gelijk is aan:

Ek=0.5*m*v^2 = 4,6*10^-41 J (= 2.8*10^-22 eV)

Dit is wel héél weinig energie.

Voor de total energie dat per seconde passeert vind ik:

4,6*10^-41 J * 6.2*10^18 elektronen = 2,8*10^-22 J

Dit is héél wat minder dan de 1 J zoals boven werd aangenomen.

Is vraag me af waar ik de fout in ga, en of de snelheid van elektronen door een draad wel echt zo laag is?

Veranderd door dtw, 21 november 2013 - 22:05

Just think about it ;)

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

*_gast_Bartjes_*

  • Gast

Geplaatst op 21 november 2013 - 22:16

http://amasci.com/el...oynt/poynt.html

#3

kwasie

    kwasie


  • >250 berichten
  • 349 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 november 2013 - 22:23

Zou je echt een (elektrische) auto kunnen aandrijven,
door er elektronen tegen aan kunnen gooien?

De bewegingsenergie van de elektronen is niet gelijk aan de elektrische energie.

#4

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 21 november 2013 - 22:24

Het aantal elektronen dat de doorsnede van de draad per seconde passeert is volgens mij correct bepaald.
De snelheid van elektronen hangt af van het aantal elektronen per volume eenheid en het oppervlak van de doorsnede.

Immers: als er weinig elektronen een grote snelheid hebben dan kan de stroom net zo groot zijn als veel elektronen die een kleine snelheid hebben. Als je zinvol wilt rekenen denk dan aan:

De dichtheid van de draad, de molmassa (=> atomen per volume eenheid) de valentie (aantal vrije elektronen per atoom), het oppervlak van de doorsnede. Volgens mij is dat de info waaruit de snelheid volgt.

#5

*_gast_Bartjes_*

  • Gast

Geplaatst op 21 november 2013 - 22:28

Komen de elektronen trager uit een weerstand dan ze erin gaan (wanneer de in- en uitgaande draden even dik en van het zelfde materiaal zijn)?

#6

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 21 november 2013 - 22:38

Nee. Anders zou er in de weerstand lading opbouwen. De weerstand vertraagt alle elektronen in de stroomkring, dus ook die buiten de weerstand. Net zoals een vernauwing in een tuinslang al het water in de slang vertraagt, dus ook die buiten de vernauwing.

Veranderd door Anton_v_U, 21 november 2013 - 22:38


#7

dtw

    dtw


  • >25 berichten
  • 71 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 november 2013 - 22:38

De bewegingsenergie van de elektronen is niet gelijk aan de elektrische energie.


Tja, maar waar komt dan de energie vandaan om uiteindelijk op 1 J/s uit te komen?

Immers: als er weinig elektronen een grote snelheid hebben dan kan de stroom net zo groot zijn als veel elektronen die een kleine snelheid hebben.


De stroomsterkte I is dan gelijk, maar het vermogen niet meer, ofwel de hoeveelheid J/s dat passeert.

Veranderd door dtw, 21 november 2013 - 22:38

Just think about it ;)

#8

*_gast_Bartjes_*

  • Gast

Geplaatst op 21 november 2013 - 22:44

Nee. Anders zou er in de weerstand lading opbouwen. De weerstand vertraagt alle elektronen in de stroomkring, dus ook die buiten de weerstand. Net zoals een vernauwing in een tuinslang al het water in de slang vertraagt, dus ook die buiten de vernauwing.


Dus zijn het niet de elektronen die de op te stoken energie naar de weerstand transporteren. Zie mijn eerdere link voor een uitleg hoe het wel werkt. Op school wordt het meestal verkeerd uitgelegd, omdat de juiste uitleg te ingewikkeld is.

Veranderd door Bartjes, 21 november 2013 - 22:50


#9

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 21 november 2013 - 22:48

De stroomsterkte I is dan gelijk, maar het vermogen niet meer, ofwel de hoeveelheid J/s dat passeert.

Dit is niet de goede manier om er tegenaan te kijken. Als je aan elektrische energie denkt, denk dan aan potentiaalverschil en bewegende lading.

#10

dtw

    dtw


  • >25 berichten
  • 71 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 november 2013 - 22:56

Zou je echt een (elektrische) auto kunnen aandrijven,
door er elektronen tegen aan kunnen gooien?


Als de snelheid van elektronen ongeveer 0.01 de lichtsnelheid was, dan zou dit inderdaad 100 W aan bewegingsenergie dat per seconde passeert kunnen verkrijgen. Vandaar dat ik een hoge snelheid van elektronen verwachte.
Just think about it ;)

#11

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 21 november 2013 - 22:59

Dus zijn het niet de elektronen die de op te stoken energie naar de weerstand transporteren. Zie mijn eerdere link voor een uitleg hoe het wel werkt. Op school wordt het meestal verkeerd uitgelegd, omdat de juiste uitleg te ingewikkeld is.

Valt wel mee hoor.

Maar we kunnen beter on topic blijven: de (gemiddelde) snelheid van elektronen door een draad hangt alleen af van de stroomsterkte, de doorsnee van de draad en het aantal elektronen per volume eenheid. Dat heeft niets te maken met de elektrische energie. Ik had zelf ook beter niet over elektrische energie kunnen beginnen in dit topic want het is een misverstand dat dit er mee te maken heeft.

#12

kwasie

    kwasie


  • >250 berichten
  • 349 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 november 2013 - 23:01

@ dtw
Dan zit je ook nog met de 3e wet van Newton.
De elektronen zetten zich af in de accu.

Lang geleden... heb ik altijd gedacht dat elektriciteit met lichtsnelheid ging.

Veranderd door kwasie, 21 november 2013 - 23:02


#13

dtw

    dtw


  • >25 berichten
  • 71 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 november 2013 - 23:01

...maar nog steeds vraag ik me af waar de 1 J/s vandaan komt als het niet de bewegingsenergie van de elektronen is.
Just think about it ;)

#14

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 45373 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 21 november 2013 - 23:09

...maar nog steeds vraag ik me af waar de 1 J/s vandaan komt als het niet de bewegingsenergie van de elektronen is.

Vraag je dan eens af waar de bewegingsenergie van je fiets vandaan komt, als dat niet uit de bewegingsenergie van de schakels van je ketting komt (die immers de energie overbrengen)
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#15

dtw

    dtw


  • >25 berichten
  • 71 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 november 2013 - 23:13

De aanname van mijn 1e bericht was 10^-5. Ik zat dus in de buurt. Met deze aanname is de totale bewegingsenergie van elektronen die per seconde passeren véél lager dan 1 J. Waar komt de energie die de weerstand (of wat dan ook) verbruikt per seconde dan vandaan?

De bewegingsenergie van mijn fiets is overgebrachte bewegingsenergie vanuit mijn benen. Ik zie niet waarom dit er toe doet. Er wordt juist aangetoond dat de bewegingsenergie van elektronen niet de 1 J veroorzaken. Wat dan?

Veranderd door dtw, 21 november 2013 - 23:14

Just think about it ;)





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures