snelheid van elektrische stroom
Ad Zijderlaan
gelijk is aan de lichtsnelheid. Is dit wel zo? Voor het gemak eerst maar een
gelijkspanning op een koperdraad. Spannings afhankelijk? Weet iemand hoe dit
zit?
ar...@hotmail.com
<zij...@worldonline.nl> wrote:
>Iemand vertelde mij dat de snelheid van elektrische stroom in een koperdraad
>gelijk is aan de lichtsnelheid. Is dit wel zo?
Volgens mij wel, maar dan niet 3.10^8 m's, maar de lichtsnelheid in
koper.
ik dacht v = 1/sqrt(epsilon*mu) (of zoiets :)
arie
Bas Zoetekouw
> Iemand vertelde mij dat de snelheid van elektrische stroom in een koperdraad
> gelijkspanning op een koperdraad. Spannings afhankelijk? Weet iemand hoe dit
> zit?
De snelheid van de elektronen in de kabel is een paar centimeter per
seconde. De snelheid van de signalen daarentegen is een stuk hoger: bij
een normale, 50 Ohm coaxiale kabel is die snelheid zo'n 2/3 van de
lichtsnelheid, maar deze snelheid is afhankelijk van de weerstand en
zelfinductie (en dus van het materiaal en de geometrie) van de kabel.
--
cu,
dex.
-------------------------------------------------------------------------
``As far as the laws of mathematics refer to reality, they are not
certain, and as far as they are certain, they do not refer to reality.''
Albert Einstein
-------------------------------------------------------------------------
Tom
signaal echter en de energie die door de draad gaan, hebben wel een hoge
snelheid. In het vacuum volgt uit de Maxwell vergelijkingen dat de snelheid van
de elektromagnetische golven gelijk is aan 1 gedeld door de wortel van de
elektrische permitiviteit (epsilon) en de permeabiliteit (mu). 1/sqrt(epsilon_0
* mu_0)
Dit geeft 300.000 km/s
Voor EM-golven door koper geldt hetzelfde maar moet de permitiviteit en
permeabiliteit van koper invullen. Bijkomend verschijnsel is dissipatie van
energie, waardoor de sterkte van de golf afneemt, naarmate het signaal een
grotere afstand heeft uitgelegd, daarom is om de zoveel meter een versterking
van het signaal nodig.
groeten,
Tom
Ad Zijderlaan
Wat is bijvoorbeeld de snelheid in een kring, van koperdraad, waarop een
gelijkspanningstaat van 200V met een belasting (weerstand van 20 ohm) dus
de frequentie is nul. Die elektron die bij de min aan het begin van de draad
erin wordt gestopt waarneer komt die er bij de plus uit? Temperatuur van
invloed?
Ad Zijderlaan <zij...@worldonline.nl> schreef in berichtnieuws
8e4s8l$lfa$1...@nereid.worldonline.nl...
ar...@hotmail.com
<zij...@worldonline.nl> wrote:
>Wat ik eigenlijk wil weten:
>Wat is bijvoorbeeld de snelheid in een kring, van koperdraad, waarop een
>gelijkspanningstaat van 200V met een belasting (weerstand van 20 ohm) dus
>de frequentie is nul. Die elektron die bij de min aan het begin van de draad
>erin wordt gestopt waarneer komt die er bij de plus uit? Temperatuur van
>invloed?
'T is helemaal niet zeker DAT 'ie eruit komt.
arie
Dave Langers
> Wat is bijvoorbeeld de snelheid in een kring, van koperdraad, waarop
> een gelijkspanningstaat van 200V met een belasting (weerstand van 20
> ohm) dus de frequentie is nul. Die elektron die bij de min aan het
> begin van de draad erin wordt gestopt waarneer komt die er bij de plus
> uit?
Men neme:
- Het volume van de stroomdraad
- De dichtheid van koper (in atomen per volume-eenheid)
- Het aantal geleidingselectronen per koperatoom
- Het aantal electronen per Coulomb
- Het aantal Coulomb per seconde (oftewel de stroomsterkte)
En men slaat aan het rekenen...
> Temperatuur van invloed?
Wel op de gemiddelde absolute snelheid van het electron, echter niet op
de gemiddelde netto-beweging (de "driftsnelheid"). Deze driftsnelheid
wordt juist beinvloed door de aangelegde spanning, en de absolute
snelheid weer niet.
Heeft eens een wetenschapskwisvraagje over gegaan. Antwoorden zitten in
de orde van mm/s.
--
Groetjes,
Dave Langers.
_______________________________
/ _\ \
| \ | " I think that God, |
\_/_| in creating man, |
| somewhat overestimated |
/ his ability. " /
| |
| (Oscar Wilde) |
| _________________________|___
\_/____________________________/
Jan Selschotter
: > Wat ik eigenlijk wil weten:
: > Wat is bijvoorbeeld de snelheid in een kring, van koperdraad, waarop
: > een gelijkspanningstaat van 200V met een belasting (weerstand van 20
: > ohm) dus de frequentie is nul. Die elektron die bij de min aan het
: > begin van de draad erin wordt gestopt waarneer komt die er bij de plus
: > uit?
: Men neme:
: - Het volume van de stroomdraad
: - De dichtheid van koper (in atomen per volume-eenheid)
: - Het aantal geleidingselectronen per koperatoom
: - Het aantal electronen per Coulomb
: - Het aantal Coulomb per seconde (oftewel de stroomsterkte)
: En men slaat aan het rekenen...
: > Temperatuur van invloed?
: Wel op de gemiddelde absolute snelheid van het electron, echter niet op
: de gemiddelde netto-beweging (de "driftsnelheid"). Deze driftsnelheid
: wordt juist beinvloed door de aangelegde spanning, en de absolute
: snelheid weer niet.
: Heeft eens een wetenschapskwisvraagje over gegaan. Antwoorden zitten in
: de orde van mm/s.
Prof Em M.Vanwormhoudt (RUG) zei net hetzelfde in z'n les. Zal dus wel
kloppen.
: --
: Groetjes,
: Dave Langers.
: _______________________________
: / _\ \
: | \ | " I think that God, |
: \_/_| in creating man, |
: | somewhat overestimated |
: / his ability. " /
: | |
: | (Oscar Wilde) |
: | _________________________|___
: \_/____________________________/
--
Hallo!
Groetjes.
Jan.
+----------------------------+
| Virtus crescit in adversis |
+----------------------------+
----------------
Jan Selschotter
Lindenlaan 12
B-8920 Langemark
Jan.Sel...@advalvas.be
URL=http://studwww.rug.ac.be/~jselscho
Ad Zijderlaan
geworden.
groetjes,
Ad
J. v. Steijn
discussie. Daar had ik het eens uitgerekend, ik kwam uit op 18 cm per uur
max snelheid bij 16 Amp wisselstroom door een 2,5 mm2 draad.
De berekening:
1 koper heeft 63,5 gram per mol (moleculaire eenheid)
2 1 mol heeft 6,022E+23 atomen (het getal van Avogadro)
3 dus koper heeft 9,48346E+21 atomen per gram
4 koper heeft 1 vrij electron, die meedoet met de geleiding, per atoom
(valentie)
5 1 ampere is 1 coulomb per seconde
6 piekstroom is 1,414213562 * nominale stroom
7 1 coulomb lading bestaat uit 6,24146E+18 electronen
8 koper weegt 8,9 kg/dm3 ofookwel g/cm3
9
10 Stel je neemt koperdraad 2,5 mm2 en
11 16 ampere wisselstroom
12
13 Dit draad heeft 2,5 cm3 koper per meter
14 Dit draad weegt dan 22,25 gram per meter
15 En heeft dus 2,11007E+23 atomen
16 oftewel 2,11007E+23 vrije electronen.
17 en dit zijn 33807,34441 "vrije coulombs per meter".
18
19 De piekstroom is 22,627417 Amperes
20 Dus 22,627417 Coulombs stromen per seconde "uit de draad"
21 De snelheid van de electronen is dus 0,000669305 meter per seconde
22 oftewel 0,000185918 km/uur oftewel 18 centimeter per uur.
Ad Zijderlaan <zij...@worldonline.nl> schreef in berichtnieuws
8e7kju$j7k$1...@nereid.worldonline.nl...
Eilko
>
> >Wat ik eigenlijk wil weten:
> >Wat is bijvoorbeeld de snelheid in een kring, van koperdraad, waarop een
> >gelijkspanningstaat van 200V met een belasting (weerstand van 20 ohm) dus
> >de frequentie is nul. Die elektron die bij de min aan het begin van de draad
> >invloed?
>
> 'T is helemaal niet zeker DAT 'ie eruit komt.
>
Klopt. 't Is zelfs vrij waarschijnlijk dat 'ie er nooit weer uit komt. In welke
orde van grootte zou die kans liggen?
Je hebt een draad. Daar zitten 10^x electronen in. Aan de voorkant stop je
er 10^y electronen per seconde bij. Dan vallen er aan de achterkant 10^y
elektronen per seconde uit... Hoe liggen die verhoudingen??
Eilko.
J. J. Lodder
> Wat is bijvoorbeeld de snelheid in een kring, van koperdraad, waarop een
> gelijkspanningstaat van 200V met een belasting (weerstand van 20 ohm) dus
> de frequentie is nul. Die elektron die bij de min aan het begin van de draad
> erin wordt gestopt waarneer komt die er bij de plus uit?
Electronen zijn ononderscheidbaar.
Er is maar e'e'n golffunctie voor -alle- electronen.
Het heeft geen zin te vragen of er een ander,
of hetzelfde electron aan de andere kant uitkomt.
Beste,
Jan
tde...@gmail.com
Ifrit
> De snelheid van stroom is zinder kopeling ca 250.000 km per seconden.
>
<http://wetenschap.infonu.nl/natuurkunde/136167-relativiteit-en-elektriciteit.html>
--
Ifrit
http://nl.wikipedia.org/wiki/Ifriet
HWtn
<tde...@gmail.com> schreef in bericht
news:dd43353b-33ae-4abf...@googlegroups.com...
>
dat de elektronen met ca. 250.000 km per seconde(n) door een koperdraad
suizen heb je het flink mis.
De lading van een elektron is 1,6022 10^-18 Coulomb of amp.sec. Het SG van
koper is 8,9 gram/cm^3. en het getal van Avogadro is 6,022 10^23 atomen/mol.
Daarmee is de hele steeg versiert.
1 mm^3 koper bevat 6,022 10^20 atomen, en dus 6,022 10^20 vrije elektronen.
Die vertegenwoordigen een lading van 1,6022 x 6.022 x ^-10^20 x 10^-18 =1000
Coulomb = 1000 Amp.sec Dus als je een koperdraad neemt van 1mm^2 doorsnede
en je stuurt er een stroom door van 1 amp. dan hebben de elektronen in die
draad een snelheid van 1/1000 mm/sec= 1 micron/sec.
Als je je vraagt waarom dan het licht aan gaat zodra je de schakelaar
omdraait, kijk je maar een naar een slang gevuld met water. Als je er aan de
ene kant wat water bij pompt komt er prompt aan de andere kant evenveel uit,
maar dat is niet het zelfde water en de snelheid van het water in die slang
is ook niet vreselijk groot.
Graag gedaan,
HWtn
wugi
dat van de atomen,
(de elektronen behouden dezelfde afstand onderling als de atomen,
kwestie van ladingsbehoud in het geleiderstelsel; ze zijn dus niet
onderworpen aan de lengtecontractie van "vaste lichamen")
dan komt er plots een magnetisch veld bij kijken,
(in het stelsel van de electronen blijft de gelijkheid van afstand
tussen de negatieve en die tussen de positieve ladingen niet bewaard; er
zijn er dus bewegende ladingen)
en heb je een mooi voorbeeld van relativistisch effect bij zeer lage
snelheden.
Maar misschien verwees OP onbedoeld naar de
krachten-communicatiesnelheid tussen electronen (zodat die "aan het
andere uiteinde" lichtsnel vernemen dat ze moeten gaan bewegen); deze is
ongetwijfeld van ordegrootte lichtsnelheid maar toch kleiner: een
interessante parameter.
--
guido wugi
J. J. Lodder
> Maar misschien verwees OP onbedoeld naar de
> krachten-communicatiesnelheid tussen electronen (zodat die "aan het
> andere uiteinde" lichtsnel vernemen dat ze moeten gaan bewegen); deze is
> ongetwijfeld van ordegrootte lichtsnelheid maar toch kleiner: een
> interessante parameter.
en de snelheid van de electronen door elkaar,
Jan
wugi
zaak onzin noemen onzin is. Kan zo meteen niet de sites vinden waar ik
een "wetenschappelijk verantwoorde" uitleg zag, maar dit is ook een leuke:
https://www.youtube.com/watch?v=1TKSfAkWWN0
>> Maar misschien verwees OP onbedoeld naar de
>> krachten-communicatiesnelheid tussen electronen (zodat die "aan het
>> andere uiteinde" lichtsnel vernemen dat ze moeten gaan bewegen); deze is
>> ongetwijfeld van ordegrootte lichtsnelheid maar toch kleiner: een
>> interessante parameter.
>
> OP haalt de snelheid waarmee electrische velden zich verplaatsen
> en de snelheid van de electronen door elkaar,
--
guido wugi
--- news://freenews.netfront.net/ - complaints: ne...@netfront.net ---
J. J. Lodder
van de electronen door het metaalrooster
is echt helemaal niks relativistisch te ontdekken,
Jan
wugi
> Mogelijk, maar aan dat verplaatsen (de drift)
> van de electronen door het metaalrooster
> is echt helemaal niks relativistisch te ontdekken,
het geleiderstelsel), en de positieve ladingen van de geleider wel (in
het "electronenstelsel", en dat dit verschil het fenomeen verklaart,
lijkt me een eminent relativistisch resultaat (en bij v<<c). Dat de
electronen nu eenmaal geen geheel in vaste toestand vormen doet daar
niets aan af.
--
guido wugi
HWtn
"wugi" <br...@brol.be> schreef in bericht
news:n6gi85$19oi$1...@gioia.aioe.org...
Ten eerste begrijp ik niet waarom de elektronen, gezien van het
coördinatensysteem van het koper niet zouden contraheren en het koper gezien
van dat van de elektronen wel. En dan nog. Bij een snelheid van 3 10^-15 C,
wat maakt het uit?
Is de verklaring niet veel eenvoudiger? Ik had hem al aangegeven met de
analogie van de waterslang.
Als je bij een koperdraad aan 1 einde lading er bij stopt of er uit haalt
ontstaat daar een lading (+ of -) met daar rond een elektrisch veld (+
of -). Daardoor wordt de lading aangevuld met naburige vrije lading, het
veld verplaatst zich en dat doet het met de snelheid van het licht * de
brekingsindex, en de naburige vrije lading verplaatst zich weer, totdat aan
de andere kant van de draad, waar je je ampèremeter hebt staan, het
overschot of gemis aan lading wordt aangevuld.
Is toch alles niet zo moeilijk.
HWtn.
wugi
> news:n6gi85$19oi$1...@gioia.aioe.org...
>> J. J. Lodder schreef op 5/01/2016 om 14:09:
>>
>>> Mogelijk, maar aan dat verplaatsen (de drift)
>>> van de electronen door het metaalrooster
>>> is echt helemaal niks relativistisch te ontdekken,
>>
>> Dat de vrije electronen niet onderhevig zijn aan lengtecontractie (in het
>> geleiderstelsel), en de positieve ladingen van de geleider wel (in het
>> "electronenstelsel", en dat dit verschil het fenomeen verklaart, lijkt me
>> een eminent relativistisch resultaat (en bij v<<c). Dat de electronen nu
>> eenmaal geen geheel in vaste toestand vormen doet daar niets aan af.
>>
>> --
>> guido wugi
>>
>>
> Na lezing en herlezing kan ik je helaas niet helemaal volgen.
>
> Ten eerste begrijp ik niet waarom de elektronen, gezien van het
> coördinatensysteem van het koper niet zouden contraheren en het koper gezien
> van dat van de elektronen wel. En dan nog. Bij een snelheid van 3 10^-15 C,
geleider als geheel blijft ladingloos, ook als de elektronen gaan
bewegen. In het geleiderstelsel welteverstaan.
De elektronen versnellen dus zoals de ruimtetuigen van "Bell's spaceship
paradox"*, met behoud van afstand in het geleiderstelsel. Maar in het
stelsel van de elektronen is hun "eigenafstand" dan gamma groter dan de
atoomafstand, en deze laatste 1/gamma gecontraheerd. En is er als gevolg
netto bewegende lading.
> wat maakt het uit?
Verklaren hoe magnetisch veld ontstaat uit wat louter elektrisch veld
leek. (zonodig beter te formuleren door anderen... :-o)
(*) https://en.wikipedia.org/wiki/Bell%27s_spaceship_paradox
--
guido
wugi
>
> Ik leg het misschien niet naar je goesting uit, maar geloof toch dat de
> zaak onzin noemen onzin is. Kan zo meteen niet de sites vinden waar ik
> een "wetenschappelijk verantwoorde" uitleg zag, maar dit is ook een leuke:
> https://www.youtube.com/watch?v=1TKSfAkWWN0
http://physics.weber.edu/schroeder/mrr/MRRtalk.html
>>> Maar misschien verwees OP onbedoeld naar de
>>> krachten-communicatiesnelheid tussen electronen (zodat die "aan het
>>> andere uiteinde" lichtsnel vernemen dat ze moeten gaan bewegen); deze is
>>> ongetwijfeld van ordegrootte lichtsnelheid maar toch kleiner: een
>>> interessante parameter.
>>
>> OP haalt de snelheid waarmee electrische velden zich verplaatsen
>> en de snelheid van de electronen door elkaar,
>
> Ook dit is ongeveer wat ik bedoelde. Toch?
mee zit, betreffende EM straling (laatste punt in de link).
Namelijk, waarom is het EM veld, in een punt verweg van de bronlading,
gericht weg van de positie waar de lading "op dat moment" is of zou
moeten zijn. Volgens alle logica zou je verwachten dat het veld zich
richt, weg van de positie waar de lading "op dat moment en in dat punt"
valt waar te nemen !? Ik snap niet dat het veld zich kan richten op een
ruimteachtig gegeven, ipv op een gegeven van de "voorbije" lichtkegel.
Dat druist in tegen causaliteitsprincipe dunkt me.
--
guiudo wugi
HWtn
"wugi" <br...@brol.be> schreef in bericht news:n6gv12$6se$1...@gioia.aioe.org...
Dat is een leuke verklaring voor het mg. veld rond een stroom. Wie dat veld
voor het eerst waargenomen/beschreven heeft weet ik niet. Maxwell heeft het
keurig bij het elektrische veld en de elektrische stroom ingepast maar dat
is nog geen verklaring. Ik zal het eens op mij in laten werken.
Met dank,
HWtn.
J. J. Lodder
komen Ampere en Oersted in aanmerking,
Jan
wugi
>> HWtn schreef op 5/01/2016 om 18:07:
>>
>> Verklaren hoe magnetisch veld ontstaat uit wat louter elektrisch veld
>> leek. (zonodig beter te formuleren door anderen... :-o)
>>
>> (*) https://en.wikipedia.org/wiki/Bell%27s_spaceship_paradox
>>
>> --
>> guido
>>
> Dank je Guido.
>
> Dat is een leuke verklaring voor het mg. veld rond een stroom. Wie dat veld
> voor het eerst waargenomen/beschreven heeft weet ik niet. Maxwell heeft het
> keurig bij het elektrische veld en de elektrische stroom ingepast maar dat
> is nog geen verklaring. Ik zal het eens op mij in laten werken.
Ziehier de uittreksels, uit een boek van 1971 (voor de vertaling,
1966/1968 voor het origineel):
http://home.scarlet.be/~pin12499/draaft/relat%20magnet%200.jpg
http://home.scarlet.be/~pin12499/draaft/relat%20magnet%201.jpg
http://home.scarlet.be/~pin12499/draaft/relat%20magnet%202.jpg
Zelfde ordegrootte voor v/c als in de video die ik elders meldde:
10^-12, zijnde 10^-10 %.
HWtn
"wugi" <wu...@brol.be> schreef in bericht
news:n6ol5b$2pda$1...@adenine.netfront.net...
Ik ben nog aan het lezen.
HWtn.