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Wie schnell bewegen sich die Elektronen durch die Leiter?
Die Elektronen bewegen sich mit sehr kleiner Geschwindigkeit durch die Leiter. Im Vergleich zur Ader der Installationsleitung ist die Driftgeschwindigkeit der Elektronen in dem dünnen Lackdraht fast 200 Mal größer. Die „hohe“ Geschwindigkeit führt während des Transports aufgrund der „Enge“ im Leiter zu einer unzulässigen Erwärmung.
Ist die Geschwindigkeit der Elektronen abhängig von der Anodenspannung?
Die Geschwindigkeit der Elektronen ist von der Anodenspannung abhängig. Je höher sie ist, desto größer ist die Kraft auf das einzelne Elektron. Es wird stärker beschleunigt und seine Geschwindigkeit nimmt zu. Im folgenden Beispiel wird die Geschwindigkeit der Elektronen in einer Vakuumröhre berechnet.
Wie werden Elektronen in einer Elektronenkanone gebracht?
In einer „Elektronenkanone“ werden Elektronen durch eine Beschleunigungsspannung U B auf die (Anfangs-)Geschwindigkeit v x, 0 = 2 ⋅ e ⋅ U B m e gebracht. Dann treten die Elektronen senkrecht zu den Feldlinien in ein homogenes elektrisches Feld eines Plattenkondensators mit dem Plattenabstand d, an dem eine Spannung U K anliegt, ein.
Wie groß ist die Driftgeschwindigkeit eines Stoffes?
Die Driftgeschwindigkeit ist folglich umgekehrt proportional zur Ladungsdichte: v ~ 1/ρ q . Die Ladungsdichte ist die Anzahl der Ladungsträger e − bezogen auf ein Volumenelement. ρq = n · e− / V. Die physikalische Chemie besagt, dass 1 Mol eines Stoffes stets aus 6,02205·10 23 Teilchen besteht. Diese Zahl ist als Avogadrosche Zahl bekannt.
Warum sind die Elektronen ständig beschleunigt?
Obwohl die Elektronen ständig durch das elektrische Feld beschleunigt werden, ist ihre Geschwindigkeit im Mittel konstant. Warum? Die Antwort ist, dass der beschleunigenden Kraft eine geschwindigkeitsabhängige Reibungskraft entgegenwirkt, die durch Stöße mit anderen Elektronen bzw. den schwingenden Gitteratomen hervorgerufen wird.
Warum sind die Elektronen immer in Bewegung?
Aufgrund der Temperatur sind die Elektronen immer in Bewegung, auch wenn kein elektrisches Feld wirkt. Wegen der thermischen Bewegung tauschen die Elektronen durch Stöße ständig Energie und Impuls aus. Die Richtungen der thermischen Geschwindigkeiten der einzelnen Elektronen sind statistisch verteilt, also rein zufällig.
Was ist die Beweglichkeit für die Driftgeschwindigkeit?
Die Beweglichkeit ist somit die Driftgeschwindigkeit bezogen auf das elektrische Feld. Mit Hilfe des gewonnenen Ausdrucks für die Driftgeschwindigkeit können wir den spezifischen Widerstand durch bekannte mikroskopische Größen ausdrücken, wie im nächsten Abschnitt gezeigt wird.