@jeremybrood Kommt nun natürlich auf den User an.
Das Board hier ist prinzipiell ja nicht gerade Homogen
:) !
Wenn ein User z.B. in der 10ten Klasse ist, sollte diese Antwort recht zufriedenstellend sein.
Einem Physikstudent hingegen würde das Beispiel wahrscheinlich nicht genügen.
Ist eben eine Frage wie man das didaktisch herunterbricht.
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Ok hier für die Mathe/Physik Junkies unter euch:
Angenommen wir haben einen elektrischen Leiter, welcher aus Kupfer besteht und einen Querschnitt von einem quadratmillimeter hat.
Durch diese Leitung fließt nun ein Strom von 1A über eine Stunde.
Als erstes betrachten wir die Ladungsmenge und wieviele Elektronen durch den Leiter geflossen sind.
Der Strom ist über die elektrische Ladung deffiniert:
Also:
I = Q/t
Wir gehen davon aus, dass der Strom über die Zeit konstant ist!
sonst natürlich I = dQ/dt
Q = I * t
Q = 1A * 3600
Q = 3600As
Elementarladung:
N = Q/q0
N = 3600As/1,6 * 10^-19As
N = 2,25 * 10^22
Das bedeutet für uns, dass 2,25 * 10^22 Elektronen in dieser Stunde durch
den Letiter geflossen sind.
Das nächst Spannende wäre die Raumladungsdichte:
Atome pro cm^3
n = gamma/mcu
n = 8,93g/cm^3/106*10^-24
n = 8,424*10^22/cm^3
p = Q/V= (n*q0+V)/(V) = n*q0
p = 8,242*10^22/cm^3 * 1,6*10^-19As
p = 13,5*10^3 As/cm^3
Es sind also in 1cm^3 rund 8,424 Elektronen für die Leitung vorhanden
und die Raumladungsdichte beträgt 13,5*10^3 As/cm^3
Nun können wir die Driftgeschwindigkeit relativ einfach berechnen!
Wir wissen nun:
in 3600s 2,25*10^22 Elektronen duch den Leiter fließen.
in 1cm^3 sind 8,42453*10^22 Elektronen vorhanden.
Driftgeschwindigkeit: vd = dsi/dt
V = 2,25*10^22/8,42453*10^22cm^-3
V = 0,26708cm^3
IL = V/Asenkrecht = 267,08mm^3/ 1mm^2 = 267,08mm
vd = 267,08mm/3600s
vd rund 0,074mm/s
Die Driftgeschwindigkeit beträgt also rund 0,1mm/s
Zur erinnerung das Licht legt in einer Sekunde etwa 299792458 Meter zurück
:) lg, Askar