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Nachricht |
rito
Anmeldungsdatum: 18.03.2015
Beiträge: 1
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 rito Verfasst am: 18. März 2015 12:49 Titel: Weshalb entspricht 1 A ca 6,25 Trillionen Elektronen? |
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Meine Frage:
Ich gehe gerne den Dingen auf den Grund und kann eigentlich nur dann gut lernen wenn ich den Sinn dahinter verstehe.
Also: Weshalb entspricht 1 A ca 6,25 Trillionen Elektronen? Weshalb diese "krumme" Zahl? Hätte man nicht einfach 10 Trillionen per Definition nehmen können? Wer hat dies denn so und weshalb genau so definiert?
Meine Ideen:
Nein, hier fehlt mir leider jegliche Idee! |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 18. März 2015 12:56 Titel: |
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| rito hat Folgendes geschrieben: | | Weshalb entspricht 1 A ca 6,25 Trillionen Elektronen? |
Diese Behauptung ist falsch und einfach unsinnig. 1A ist ein Strom. Dagegen repräsentieren 6,25 Trillionen Elektronen eine Ladung. Und zwar eine Ladung von gerade 1As (Amperesekunde=Coulomb).
Jedenfalls ist Dein Gleichsetzen von Strom und Ladung dasselbe wie die Behauptung, Äpfel und Birnen seien dasselbe. |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7255
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| Steffen Bühler Verfasst am: 18. März 2015 13:11 Titel: |
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Willkommen im Physikerboard!
Dass ein Ampere nicht in Elektronen gemessen werden kann, hat Dir GvC schon erklärt. Das Ampere sagt nicht, wieviel Elektronen da sind, sondern wie schnell sie fließen. Wenn 6,25 Trillionen Elektronen pro Sekunde durch einen Draht fließen, fließt ein Ampere.
Ja, warum diese krumme Zahl? Irgendwie musste ja mal eine "Ein"-heit festgelegt werden. Und da der Strom eine Basisgröße ist, also nicht abgeleitet wird, hat man einen bestimmten Strom genommen, dessen Wirkung (damals elektrolytisch) gemessen und gesagt: "so, das ist jetzt ein Ampere".
Die genaue Ladung eines Elektrons war zu der Zeit noch nicht genügend genau bekannt, und wie hätte man Elektronen auch zählen sollen? Nun weiß man mehr, und könnte natürlich das Ampere neu definieren, meinetwegen mit 1 Trillion Elektronen pro Sekunde. Aber stell Dir das mal vor. Jedes Messgerät müsste umgebaut werden! Nichts würde mehr stimmen. Wenn Du eine 4-A-Sicherung kaufen würdest, müsstest Du erst fragen, nach welcher Definition.
Daher lässt man es dabei.
Viele Grüße
Steffen |
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Brillant
Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1973
Wohnort: Hessen
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| Brillant Verfasst am: 18. März 2015 22:00 Titel: |
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| Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben: | | Das Ampere sagt nicht, wieviel Elektronen da sind, sondern wie schnell sie fließen. Wenn 6,25 Trillionen Elektronen pro Sekunde durch einen Draht fließen, fließt ein Ampere. |
Wie? Zwar weiss ich, dass Elektronen im Draht keine Lichtgeschwindigkeit haben, aber die Ampere-Angabe sagt etwas über das Tempo aus?
Mir käme es logisch vor, dass ein Ampere dem Vorbeiziehen von 6,25 Trillionen Elektronen pro Sekunde an einem Messpunkt entspricht. Aber welche "Schnelligkeit" ergibt sich daraus? Es ist doch nur eine Menge pro Zeit. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 18. März 2015 23:26 Titel: |
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In Verbindung mit der bekannten Ladungsträgerdichte für beispielsweise Kupfer von 8,5*10^(19)/mm³ lässt sich dann leicht die Driftgeschwindigkeit bei einem bestimmten Leiterquerschnitt berechnen.
Zum Beispiel bewegen sich die Elektronen in einem Kupferdraht von 1mm² Querschnitt mit einer mittleren Driftgeschwindigkeit von 73,5 µm/s. Das ist übrigens ziemlich langsam, findest Du nicht? |
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Pfirsichmensch
Anmeldungsdatum: 09.08.2014
Beiträge: 284
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| Pfirsichmensch Verfasst am: 24. März 2015 06:44 Titel: |
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Ehrlich gesagt versteh ich die Antworten hier auch nicht.
| Zitat: | | Also: Weshalb entspricht 1 A ca 6,25 Trillionen Elektronen? Weshalb diese "krumme" Zahl? Hätte man nicht einfach 10 Trillionen per Definition nehmen können? Wer hat dies denn so und weshalb genau so definiert? |
1 A entspricht nicht 6,25 Trillionen Ladungsträgern, sondern ungefähr 6,25 Trillionen Ladungsträgern die pro Sekunde den Querschnitt des Leiters passieren. Du hast speziell Elektronen erwähnt, die in metallischen Leitern für den Ladungstransport verantwortlich sind. Bei Halbleitern sieht das wieder ganz anders aus.
Mit  und 
e die Elementarladung und N die Anzahl der Ladungsträger, erhältst du wenn du beide Ausdrücke vergleichst und umstellst:
 Dann kommst du auf ungefähr 6,24 Trillion Ladungsträger. |
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