Springen naar inhoud

Lorentzkracht door beweging elektronen?


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Victor

    Victor


  • >250 berichten
  • 311 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 november 2008 - 18:27

Suf heb ik me gesurft! :D En dit enkel om het antwoord op een simpele basisvraag te krijgen!
Hopelijk kan iemand me een simpel antwoord geven..

Gegeven:
2 parallelle geleiders waarvan de evengrote stromen in dezelfde zin lopen, trekken elkaar aan door de Lorentz-kracht.

Gevraagd:
Kan men hieruit besluiten dat 2 elektronen die evenwijdig naast elkaar vliegen aan dezelfde (drift)snelheid, in dezelfde zin, elkaar ook aantrekken omwille van deze Lorentz-kracht? (de elektrische afstoting eens buiten beschouwing gelaten)

Zoja:
Druist dit niet in tegen het relativiteitsprincipe? De elektronen zijn tegenover elkaar in rust. Ze weten niet dat ze bewegen, ze weten dus ook niet dat ze elkaar moeten aantrekken.

Zonee:
Als bewegende elektronen elkaar niet magnetisch aantrekken, hoe is de Lorentzkracht op de 2 geleiders dan te verklaren? De Lorentzkracht wordt toch veroorzaakt door de aantrekking tussen de bewegende elektronen?

Erg bedankt!
En heel nieuwsgierig...

Victor
Only an optimist can see the nature of suffering

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

#2

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6610 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 12 november 2008 - 19:30

2 parallelle geleiders waarvan de evengrote stromen in dezelfde zin lopen, trekken elkaar aan door de Lorentz-kracht.

Eerste misverstand. Die stromen hoeven niet evengroot te zijn. Als ze maar in dezelfde richting lopen.

#3

Victor

    Victor


  • >250 berichten
  • 311 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 november 2008 - 19:57

Eerste misverstand. Die stromen hoeven niet evengroot te zijn. Als ze maar in dezelfde richting lopen.


Ja...weet'k. Maar dit voorbeeld is met evengrote stromen...dus met evengrote driftsnelheden van de elektronen...dus met een relatieve driftsnelheidsverschil van 0. Is gewoon gekozen om de probleemstelling duidelijker te maken...
Only an optimist can see the nature of suffering

#4

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6610 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 13 november 2008 - 09:58

Als je het relativiteitsprincipe erbij haalt, dan zouden twee gelijke evenwijdige stromen die door draden lopen elkaar ook niet moeten aantrekken. Want ten opzichte van elkaar staan ze stil. Maar uit de praktijk blijkt dat ze elkaar wel aantrekken. Dan doen twee evenwijdig vliegende elektronen dat ook. Het is een beetje het omgekeerde bewijs van wat je vroeg, maar ik zou niet weten waarom het anders zou zijn.

#5

Victor

    Victor


  • >250 berichten
  • 311 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 13 november 2008 - 13:16

Zo vreemd....

Dat de 2 elektronen elkaar aantrekken stemt niet overeen met het relativiteitsprincipe.
Dat de 2 geleiders elkaar aantrekken dus ook niet.

Aannemende dat het relativiteitsprincipe correct is, hebben we misschien met z'n allen een onvolledig beeld van hoe de Lorentzkracht in elkaar zit?
Only an optimist can see the nature of suffering

#6

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6610 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 13 november 2008 - 14:33

Het wordt voor mij een beetje erg theoretisch, maar ik denk dat je het relativiteitsprincipe er ten onrechte bij haalt.
Een elektrische stroom veroorzaakt een magnetisch veld, en het is juist dat magnetisch veld dat invloed uitoefent op de andere stroom.
Ik zou niet weten waarom dat bij een enkel elektron anders zou zijn. Een stilstaand elektron veroorzaakt geen magnetisch veld, een bewegend elektron wel. Dus dat ze ten opzichte van elkaar stilstaan doet er naar mijn idee niks toe.

#7

Victor

    Victor


  • >250 berichten
  • 311 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 13 november 2008 - 15:46

Nja hm...misschien sleur'k inderdaad ten onrechte het relativiteitsprincipe erbij.
Maar is een interessante discussie;

Eventjes de feiten op een rijtje gezet...:
1) een stroom aan elektronen veroorzaakt een magnetisch veld.
2) de 2 stroomvoerende geleiders trekken elkaar aan door deze bewegende elektronen.
3) Enkel de vrije elektronen doen ertoe (niet de positieve kernen).

Nieuw gedachtenexperiment:
Stel, je zit op de trein, met 2 geleiders (zonder spanningsbron). Je legt de geleiders op het tafeltje naast elkaar, in de rijrichting van de trein(evenwijdig met het vensterraam). De trein vertrekt, en rijdt aan 100km/h.

Waarom trekken de 2 geleiders elkaar nu niet aan?

Negeer de positieve kernen (die spelen niet mee in het verhaal). De elektronen vliegen nu aan 100km/h. Deze wekken dus een magnetisch veld op. 2 geleiders naast elkaar wekken beide een magnetisch veld op. => Lorentzkracht! Toch?

Vreemd vreemd vreemd...
Only an optimist can see the nature of suffering

#8

Rov

    Rov


  • >1k berichten
  • 2242 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 13 november 2008 - 20:04

Gebruik de wet van Ampère eens. Voor elke Ampère lus in de trein is er geen magnetisch veld. De geleiders trekken elkaar dus niet aan.

Veranderd door Rov, 13 november 2008 - 20:04


#9

Victor

    Victor


  • >250 berichten
  • 311 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 13 november 2008 - 20:24

Wat bedoel je precies met "Voor elke Ampère lus" ?
Only an optimist can see the nature of suffering

#10

Rov

    Rov


  • >1k berichten
  • 2242 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 13 november 2008 - 20:46

Voor elk gesloten pad rondom een (of beide) van de geleider(s) in de trein is de integraal LaTeX gelijk aan nul omdat I = 0. Daardoor is er geen magnetisch veld. Het pad waarover geintegreerd wordt noemt men een Ampère-lus.

#11

Phys

    Phys


  • >5k berichten
  • 7556 berichten
  • VIP

Geplaatst op 13 november 2008 - 21:02

Negeer de positieve kernen (die spelen niet mee in het verhaal). De elektronen vliegen nu aan 100km/h.

Ten opzichte van...? Als ik twee geleidende staven hier voor me op tafel leg, hebben de elektronen ook een ontzettend grote snelheid t.o.v. de zon, maar er loopt geen stroom.
Never express yourself more clearly than you think.
- Niels Bohr -

#12

Victor

    Victor


  • >250 berichten
  • 311 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 13 november 2008 - 23:23

Ten opzichte van...? Als ik twee geleidende staven hier voor me op tafel leg, hebben de elektronen ook een ontzettend grote snelheid t.o.v. de zon, maar er loopt geen stroom.


We waren even het relativiteitsprincipe aan het negeren! :D
Omdat we, als we het relativiteitsprincipe wél laten meespelen, we in de problemen geraken.

Dit is de Lorentzkracht tussen 2 stroomvoerende geleiders:
F=constante* Stroom 1* Stroom 2 / afstand²

Stel dat Stroom 1 en Stroom 2 gelijk zijn.
Dit wil zeggen: de driftsnelheid van de elektronen zijn gelijk.
Dit wil zeggen: de relatieve snelheid van de elektronen onderling = 0.
En dat terwijl de kracht F= constante* Stroom²/afstand² zeker niet 0 is.

Onderlinge snelheid = 0 en toch hebben we een kracht.
Het relativiteitsprincipe brengt ons in de problemen...
Only an optimist can see the nature of suffering

#13

ajw

    ajw


  • >250 berichten
  • 379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 14 november 2008 - 00:09

Ik weet eigenlijk niet of statische elektriciteit, bijvoorbeeld in een metalen bol die rondgeslingerd wordt, een magnetisch veld opwekt (dat heb ik wel altijd zo aangenomen)?

Anders kan een sleutel tot de oplossing van het probleem zijn dat het magnetisch veld ontstaat wanneer elektronen ten opzichte van hun drager (met name de positieve kernen) in beweging zijn.

#14

Rov

    Rov


  • >1k berichten
  • 2242 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 14 november 2008 - 00:44

Stel dat Stroom 1 en Stroom 2 gelijk zijn.

Waarom zou er een stroom/potentiaalverschil zijn tussen de uiteinden van de staaf?

#15

ajw

    ajw


  • >250 berichten
  • 379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 november 2008 - 02:06

Hier wordt het probeem van de TS verklaart m.b.v. Lorentz contractie (dus relativiteit).





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures