Wie lange braucht ein Elektron?

Gargy · Anmeldungsdatum: 24.11.2006 Beiträge: 1046

Hallo, ich habe hier eine Aufgabe, bei der ich ausrechnen soll, wie lange ein Elektron braucht um sich durch den Kupferleiter zu bewegen.

Kann bitte jemand meinen Rechenweg überprüfen - ich finde mein Ergebnis sehr gigantisch.

gegeben ist:

spez. Widerstand

Dichte

So, und ich habe jetzt so gerechnet:

Erstmal Widerstand des Leiters:

Dann die Stromstärke im Leiter:

Gesamtladung ergibt sich aus der Anzahl der vorhandenen Elektronen mal ihrer Ladung. Es soll angenommen werden, dass sich pro Atom ein Elektron am Elektronengas beteiligt.

M: Molare Masse (hier M= 63,55 g/mol)

: Avogadro-Konstante =

Masse m habe ich bestimmt mit den gegebene Werten zu Abmessung und Dichte

Damit ergibt sich für die Teilchenanzahl

Das sind ganz schön viele, aber ich dachte über 15 km verteilt... naja.

Das eingesetzte in die Gleichung für t ergibt:

Hm, ist das richtig? Soll das so riesig sein, oder habe ich mich irgendwo vertan? grübelnd

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Naja, ich komme auch auf ein Ergebnis in dieser Größenordnung. Natürlich ist die Driftgeschwindigkeit abhängig von angelegter Spannung, Leitergeometrie usw. – generell sind Driftgeschwindigkeiten von Elektronen aber meist nicht besonders hoch.
In diesem Fall ist sie sogar äußerst niedrig, was aber in erster Linie an der geringen angelegten Spannung (bzw. dem geringen Stromfluss) und dem sehr großen Leiter liegen dürfte.

Unter den gegebenen Annahmen (1 Elektron / Atom) habe ich also gegen dein Ergebnis absolut keine Einwände. Man muss ja zum Glück nicht warten bis das Elektron das man vorne reinsteckt hinten rauskommt. ;-)

Gargy · Anmeldungsdatum: 24.11.2006 Beiträge: 1046

Aha, na gut, aber ich habe noch eine Frage zur 2. Teilaufgabe. Und zwar soll ich da die Summe aller elektrischen Kräfte errechnen, die auf alle freien Elektronen wirkt. Hm, aber wie? Komm da grad nicht weiter...

Aber irgendwie glaube ich, dass ich über die Länge integrieren müsste, oder?

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

Gargy · Anmeldungsdatum: 24.11.2006 Beiträge: 1046

Ok, die Gesamtkraft ist also

Na, dann war's ja doch nicht so schwer.

Und die Arbeti ergibt beide Male

Das meintest du, oder?

Tanzen

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden