Hur fort färdas strömmen i en ledning?

**#46** » 16:21:20, 19-01-2022

sonsonen skrev:Kanske ger det här något kött på benen?
https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_current
längre ner på sidan under "Drift speed".

https://en.wikipedia.org/wiki/Electric_ ... rift_speed

**#47** » 18:13:08, 19-01-2022

Om vi nu ska vara fullständigare om elektroner. Laddningen är alltid oförändrad, det hör liksom till det som definierar en elektron. De har också massa och påverkas alltså av gravitation. Den effekten är dock helt försumbar jämfört med andra krafter som drar i en elektron, i alla fall här.

Elektroner kan också ha olika energi. Runt atomkärnan ligger elektronerna i skal där vart skal har en energinivå. Får de nog hög energi drar de iväg på egen hand. Här kommer det in kvanteffekter så det är bara vissa steg som är möjliga.

Så, jo, elektroner ha ha olika energi. Det är intressant i kemi, elementarpartikelfysik, strålning och sånt. Men för elektricitet, nej, det funkar inte att tänka på elektroner med olika energi i det sammanhanget. Kanske är det bättre att tänka på elektroner som vågrörelser, det är de lika väl som partiklar. strömmen blir alltså en sorts summerad vågrörelse som rör sig i ledningen, nånting däråt.

**#48** » 09:26:18, 22-01-2022

Jag får nog ge upp nu... Jag blir inte riktigt klok på det! Nu är detta förmodligen tankar utanför "boxen". Men vad jag förstått så har en elektron en fast laddning, solklart i el-sammanhang! En viss ström (tex 1 amperé) är ett visst öronmärkt antal elektroner per tidsenhet (tex per sekund) Om man nu sätter en amperemätare på ett 12 volts batteri och kör en 12 watts lampa så blir strömmen 1 amperé, solklart.
Om man nu sätter samma amperemätare på ett 24 volts batteri och kör en 24 watts lampa så blir strömmen också 1 amperé, lika solklart.
Frågan nu blir: Är det samma antal elektroner som gör jobbet i bägge fallen?

**#49** » 10:26:01, 22-01-2022

Lika ampere lika många elektroner, ja. Men med högre spänning kan man få ut mer arbete. Det är också lättare att flytta energi med högre spänning. 100000 volt och en ampere, behövs inte nån grov tåt till det. 100000 ampere och en volt, samma möjlighet till att uträtta nåt men kabeln blir sanslöst grov.

**#50** » 10:46:42, 22-01-2022

Som sagt, samma antal elektroner. Skillnaden i ditt exempel ligger i glödtråden. Tråden i en 24 V/24 W lampa är dubbelt så stor som tråden i en 12 V/12 W lampa och kan därför omsätt elektrisk energi i strålning i dubbelt så hög takt utan att förstöras. Man kan se det som att elektronerna (samma flöde i båda fallen) behöver gå längre väg genom lasten och därmed hinner med att genomföra mer energiomvandling. Men effekten kan i båda fallen räknas ut genom att ta strömmen gånger spänningen.

Om man tänker att man höjer spänningen på 12 V -lampan rakt av, så stiger strömmen genom dess glödtråd och den hanterade effekten stiger, eftersom både spänning över lasten och ström genom lasten ökar. Detta leder nog rätt snart till att glödtråden smälter, men det beror ju på att en viss tråd inte kan stråla ut energin i hur hög takt som helst - den överhettas.

**#51** » 12:02:43, 22-01-2022

Tänk på att det är elektromagnetism som överför effekten. Dessa krafter är "vågor" i fysisk bemärkelse. Elektronen är mediet som den magnetiska delen färdas i. Det elektriska fältet bestäms av hur stor skillnad det är mellan positiva och negativa sidan.
Vissa av dessa fenomen kan byta skepnad och bete sig som partiklar eller vågor. Vågorna är en modell som används i kvantmekaniken för att beskriva dessa fenomen. Tyvärr så finns det ännu ingen förklaring bara teorier som förenar kvantmekaniken med standardmodellen med olika partiklar.

Tänk på en kondensator i DC kan du ha en spänning på denna. Och börjar du variera spänningen kan du även får sen ström att flyta utan att plus och minus har kontakt med varandra.

DC är egentligen bara en förenkling som inte finns i verkligheten men är enkel att räkna med om förutsättningarna är de rätta.
Lite som newtons fysik egenligan är fel men enkel att räkna med och tillräckligt exakt för det mesta.

**#52** » 16:01:56, 22-01-2022

Janson1 skrev:Jag får nog ge upp nu... Jag blir inte riktigt klok på det! Nu är detta förmodligen tankar utanför "boxen". Men vad jag förstått så har en elektron en fast laddning, solklart i el-sammanhang! En viss ström (tex 1 amperé) är ett visst öronmärkt antal elektroner per tidsenhet (tex per sekund) Om man nu sätter en amperemätare på ett 12 volts batteri och kör en 12 watts lampa så blir strömmen 1 amperé, solklart.
Om man nu sätter samma amperemätare på ett 24 volts batteri och kör en 24 watts lampa så blir strömmen också 1 amperé, lika solklart.
Frågan nu blir: Är det samma antal elektroner som gör jobbet i bägge fallen?

Jag tänker inte ge upp riktig än, även om detta inte riktigt är mitt huvud område.... :wave:

Den uppfattning jag får när jag går genom frågor/svar, försök att förklara osv.....är att det som är svårast att greppa är resistansen (motståndet)

Utan resistans i kretsen så kommer all effekt att utvecklas i ström-/spännings-källan (tex batteriet, kostlsutet med ett "spett" utan motstånd) .....och det beror på att även tex ett batteri har ett inre motstånd, och när inget spänningsfall sker i kretsen (efter som det inte finns något motstånd) så blir allt "spänningsfall" i batteriet......men jag tror att vi lämnar diskussionen om spännings-eller ström-källans egenskaper just nu.

Som jag ser på resistansen så är det vad som uppstår när elektronerna försöker "studsa" sig fram genom en ledare. Vi pratade tidigare om ett ärtrör som var fullt med ärtor (elektroner) och när man petar in en ny så ramlar en annan ut i andra änden. Tänk att röret är mycket grövre och fullt med inslagna spikar mm som hinder. (lite som spelplanen på en pinbalmaskin) Ju fler hinder desto mer kraft (spänning) måste jag trycka in ärtorna (elektronerna) med för att få i genom samma antal per minut som i ärtröret utan spikar (med låg resistans) ......och friktionen som uppstår när ärtorna förtvivlat studsar runt för att komma fram orsakar förlorad kraft (spänningsfall) och utvecklar friktionsvärme (effekten, watt)

...och då har vi också en form av svar på vad skillnaden blir när du höjer spänningen, det blir mer kraft som trycker fram (ärtan) elektronen genom motståndet i kretsen.

**#53** » 17:42:03, 22-01-2022

Bra liknelse med ärtröret, egentligen. Ärtorna är likadana när resan påbörjas som när den slutar och ändras inte under resans gång heller... men resan kan vara olika jobbig och kräva olika mycket "hjälp utifrån" (spänningskällan).

**#54** » 09:45:06, 23-01-2022

*Boktips* Antagligen Bibliotek..

Elektricitetslära Av Hallén

Det här skrev Lars Bonnevier (som svar på en fråga 2011-01)

Ström är ju den laddning som flyter genom en ledare varje sekund. Ju fler ledningselektroner det finns per kubikmeter i ledaren och ju större tvärsnittsarean är, desto långsammare behöver de enskilda elektronerna röra sig vid en given strömstyrka. Strömtätheten, det vill säga strömmen per ytenhet, i en ledare kan beräknas med formeln i=-Nev, där N är antalet tillgängliga ledningselektroner per volymsenhet, e är laddningen för en elektron och v är elektronernas hastighet. Ledararean i en lampsladd kan vara 1 mm2. En glödlampa på 100 W (salig i åminnelse) kräver en strömstyrka på 100/220=0,45 A för att lysa. Det ger en strömtäthet på 0,45 A/mm2 i vår sladd.

Om vi antar att koppar har en ledningselektron per atom och sätter in värden på antalet atomer per m3 (8,46·1028) och på elektronens laddning (1,60·10-19 coulomb) i ekvationen v=i/(Ne) blir hastigheten 0,033 mm/s.

Med 50 Hz växelström i nätet blir perioden för en svängning 1/50 sekund. Under halva denna tid rör sig elektronen åt det ena hållet, och under den andra halvan åker den tillbaka till utgångsläget. Resan enkel väg tar alltså en hundradels sekund. Den sträckan som elektronen rör sig blir alltså 0,00033 mm. Med lägre effekter via samma sladd går elektronerna ännu långsammare