[elektriciteit] snelheid elektrisch veld

Jan van de Velde

ik sluit een schakelaar van een gelijkspannings-stroomkring

hoe snel heb ik een niet meer veranderend elektrisch veld in heel mijn stroomkring?

lichtsnelheid?

Antoon

Ik weet het niet, ik probeer mee te denken,

Dat is volgens mij afhankelijk van een aantal factoren.

Kijk, als jij spanning zet over een geleider dan moeten de electronen gaan versnellen. tot er een "contstante" stroom optreed.

Als je even denkt.

Hoe meer Volts, hoe harder de electronen moeten gaan. (evenredig volgens Ohm)

Hoe meer Volts, hoe sneller de electronen worden versneld (evenredig volgens de electrodynamica)

Hoe groter de weerstand , hoe lastiger de electronen worden versneld

Hoe meer weerstand , hoe langzamer de uiteindelijke stroom is.

Volgens mij hebben deze factoren elkaar mooi op (in een ideale situatie)

maar we weten

v=at

\(t=\frac{v_{cons\tant}}{a}\)

v constant is afhankelijk van de stroom sterkte, en die is weer afhankelijk van de verhouding tussen de weerstand en de spanning (twee factoren)

de versnelling is afhankelijk van de resulterende kracht op de electronen.En die word bepaald door de electrische kracht. maar ook door de weerstand.

de constante snelheid kan ik nog wel uitrekenen, maar die andere kan ik niet(de resulterende kracht).(of is dat dan gewoon de electrische kracht gedeeld door twee?omdat het van maximaal naar nul loopt)

verder praat je over een tijd , en niet een snelheid. (toch?)

Intuitie verteld me dat er een vaste tijd uit moet rollen.(anders zou je de situatie zo kunnen maken , dan de stroomsterke langzaam toeneemt(zie je het metertje al gaan?))

Jan van de Velde

Mijn vraag komt voort uit een lesje elektriciteit en magnetisme dat ik deze week volgde op de lerarenopleiding.

Hier werd doodleuk beweerd dat de elktronen in een elektrisch circuit een driftsnelheid door een geleider hebben van (afhankelijk van de stroomsterkte) millimeters tot meters per uur. Dat is niks nieuws voor mij, zoiets kun je simpel uitrekenen. (en simpel rekenen vertrouw ik mezelf wel toe)

Maar toen werd verteld dat het elektrisch veld in zo'n geleider na inschakeling zich door de geleider verspreidde met de lichtsnelheid. Ik had dat trager verwacht. Dat zal best hééél erg snel gaan, maar lichtsnelheid? Als ik aan één kant in een 300.000 km lange draad wat lading toevoeg, dan zal het voor mijn gevoel toch wel iets langer dan een seconde duren voordat die oplopende potentiaal aan de andere kant merkbaar is?

Antoon

het uitrekenen is inderdaad niet lastig

\(v_{electron}=\frac{I}{neA}\)

met n als aantal vrije electronen per m³

e is de lading van een electron

A is de oppervlakte van de doorsnede van een draad.

Maar terug komend op het hoe lang het duurt dat electronen een constante snelheid berijken

v=at

t=v/a

\(v=v_{e\ind}=\frac{I}{neA}\)

I=U/R

also:

\(v_{e\ind}=\frac{U}{neAR}\)

R=

\( \rho \frac{l}{A}\)

dus

\(v_{e\ind}=\frac{UA}{neARho l}=\frac{U}{ne \rho l}\)

dan hebben we nog de versnelling

\(a=\frac{F_r}{m}=\frac{F_e}{m_e}\)

omdat dat het geen weerstandloos circuit is , moet je spreken van een gemiddelde acceleratie

\(\bar{a}=\frac{\bar{F_r}}{m}=\frac{\bar{F_e}}{m_e}=\frac{Ue}{2lm_e}\)

saven voegen:

\(t=\frac{U 2l m_e}{ne \rho l U e}=\frac{ 2 m_e}{ne^2 \rho }\)

of maak ik aan namefouten?

Jan van de Velde

Daar ga ik dit weekend eens even rustig op studeren.......

Antoon

volgens mij heb ik de vraag niet goed begrepen.

vraag je je het volgende af?

Als ik een electron tussen een anode en Katode plaats. en ik zet er spanning op, hoe lang duurt het dan voordat de electron een kracht op zich voelt werken?

Dan lijkt mij gewoon

t=S/v=S/c

want V=c=lichtsnelheid

omdat we hier praten over een electromagnetische kracht, deze word overgedragen door het foton, en deze reist met lichtsnelheid.

Rudeoffline

Je kunt de Maxwellvergelijking in differentiele vorm met wat vectoridentiteiten makkelijk omschrijven naar golfvergelijkingen. Daaruit volgt dan rechtstreeks dat de snelheid van het elektrische veld de lichtsnelheid is.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[elektriciteit] snelheid elektrisch veld

[elektriciteit] snelheid elektrisch veld

Re: [elektriciteit] snelheid elektrisch veld

Re: [elektriciteit] snelheid elektrisch veld

Re: [elektriciteit] snelheid elektrisch veld

Re: [elektriciteit] snelheid elektrisch veld

Re: [elektriciteit] snelheid elektrisch veld

Re: [elektriciteit] snelheid elektrisch veld