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Ohmsche-Gesetz contra Lichtgeschwindigkeit

 
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OneCypher



Anmeldedatum: 10.05.2006
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BeitragVerfasst am: Do Mai 21, 2009 8:25 pm    Titel: Ohmsche-Gesetz contra Lichtgeschwindigkeit Antworten mit Zitat

Kurz zu meiner Wenigkeit: Ich habe eine gut fundierte Ausbildung in Elektrotechnik und bin auch Hobbyelektroniker und bin durchaus in der Lage das Ohmsche-Gesetz zu beherrschen.
Ich schaue mir aber auch regelmäßig Alpha-Centauri mit Prof. Harald Lesch.
Daher weiss ich das nichts in diesem Universum, was auch nur eine geringste masse besitzt, sich nicht schneller bewegen kann als mit Lichtgeschwindigkeit. Also ungefähr 299.792 km/s ...

Jetzt mein Gedankenspiel:

Ich habe einen idealen elektrischen-Leiter mit 0,0 [(Ohm*mm^2) / m] (spezifischer Widerstand = 0). Oder einen Supraleiter ums etwas realistischer zu gestalten.

Dieser Leiter hat eine Länge von 300.000.000m. (ok, ist sehr lange!)

Jetzt gehts los: Ich schicke durch diesen Leiter einen Strom. Dieser kann sich nicht schneller bewegen als das Licht. (soweit logisch)
Er braucht daher etwa 1Sekunde, bis er den Leiter durchflossen hat.

Solange er der Leiter aber nicht durchflossen hat, kann man am anderen Ende keinen elektrischen Stromfluss feststellen.

Wenn ich aber dort, während dieser 1.Sekunde, keinen Stromfluss feststellen kann, müsste sich ein Potenzialgefälle zwischen dem einen und dem anderen Ende der Leitung aufgebaut haben. Aber wie kann sich ein Potenzial an einem 0Ohm-Leiter aufbauen?

Ist das eine art "Relativistischer-Widerstand" ?
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Kugelblitz



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Beiträge: 179
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BeitragVerfasst am: Do Mai 21, 2009 9:22 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Induktion? dphi/dt=-U ???

Elektromagnetische Welle???
_________________
Alles sind Schwingungen
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OneCypher



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BeitragVerfasst am: Do Mai 21, 2009 11:24 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Ja moment, ich rede hier nicht von wechselspannung oder einer spule! .. Ich rede davon, an einem Leiter, der idealerweise, 0 ohm hat, plötzlich eine spannung anliegt. und das nicht aufgrund von Kapazitiven oder induktiven effekten, sondern anhand der beschränkung der geschwindigkeit der elektronen auf die lichtgeschwindigkeit.
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rue



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BeitragVerfasst am: Fr Mai 22, 2009 5:05 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:

...plötzlich eine spannung anliegt.


Achtung - das ist kein statischer Fall, sondern ein Einschaltvorgang
und da kommt schon die Wechselstromtechnik ins Spiel!

Weiters hat jedes Stück Leiter mit eine Länge>0 eine Induktivität und eine
Käpazität, auch wenn es gerade ist.
Stichwort: Dipolantenne.
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OneCypher



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BeitragVerfasst am: Fr Mai 22, 2009 9:39 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Ich ging mehr dem Gedanken nach, dass ich eine Ladung "Q" durch einen leiter schicke. Klar, diese Ladung baut ein Magnetfeld um den leiter herrum auf. Aber auch das kann sich ja nicht schneller bewegen als mit lichtgeschwindigkeit. D.H. innerhalb der ersten sekunde wäre das magnetfeld auch noch nicht aufgebaut.. Deswegen glaube ich, wird das nichts mit induktivität zu tun haben.
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rue



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Beiträge: 335
Wohnort: Kärnten/Österreich

BeitragVerfasst am: Sa Mai 23, 2009 8:18 am    Titel: Antworten mit Zitat

Prinzipiell wird trotzdem immer eine EM-Welle entstehen, egal wie lange
der Leiter ist. Für die genannten 300000km wäre die Resonanzfrequenz eines
Dipols dann halt 0,25Hz. Für 3m sind es etwas geläufigere 100MHz.
Auf was du hinaus willst, ist die Feldverteilung im unmittelbaren Bereich
der Stäbe - Stichworte: Nahfeld-Fernfeld.
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Kugelblitz



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BeitragVerfasst am: So Mai 24, 2009 10:17 am    Titel: Antworten mit Zitat

Bewegte Ladungen rufen immer ein Magnetfeld hervor.
_________________
Alles sind Schwingungen
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Frank



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Beiträge: 401

BeitragVerfasst am: So Mai 24, 2009 8:27 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Solange er der Leiter aber nicht durchflossen hat, kann man am anderen Ende keinen elektrischen Stromfluss feststellen.

Wenn ich aber dort, während dieser 1.Sekunde, keinen Stromfluss feststellen kann, müsste sich ein Potenzialgefälle zwischen dem einen und dem anderen Ende der Leitung aufgebaut haben.



Umgekehrt wird ein Schuh draus. Durch das sich aufbauende Potentialgefälle kommt es zum Stromfluss.


Zitat:
Aber wie kann sich ein Potenzial an einem 0Ohm-Leiter aufbauen?



Für das Ohmsche Gesetz und die dazugehörige Gleichung gilt, was für viele physikalische Zusammenhänge und Gesetze (z.B. auch die Gleichungen des idealen Gases in der Thermodynamik) gilt. Sie sind idealisierte Näherungen, für stationäre Zustände.
Wenn man sie teilweise auch für instationäre Zustände anwendet, so funktioniert das nur, weil man sich den zeitlichen Verlauf aus einer Folge von vielen quasistationären Zuständen denkt. Dies geht aber nur, solange dieser zeitliche Verlauf stetig ist und "verhältnismäßig langsamen" Änderungen unterliegt.


Ein Einschaltvorgang ist aber definitiv ein unstetiger Vorgang und kann demzufolge nicht nach dem ohmschen Gesetz betrachtet werden. Dazu ist noch nicht mal ein Supraleiter notwendig.
Auch ein entsprechender normaler Widerstandsdraht wird im ersten Moment ein anderes Verhalten zeigen, als es das ohmsche Gesetz vorschreibt, bis sich ein stetiger bzw. (quasi-)stationärer Zustand eingestellt hat
_________________
MfG Frank
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Steve



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Beiträge: 539

BeitragVerfasst am: Di Jun 16, 2009 9:36 am    Titel: Antworten mit Zitat

Hi,
ich stelle mir solche Dinge oft mit mechanischen Modellen vor. In dem Fall eine Wendelfeder.
Normalfall ist eine kurze Feder, die ich zusammendrücke. Sie wird sofort und mit für mich unspürbarer (aber vorhandener) Verzögerung eine Gegenkraft aufbauen.
Jetzt der Extremfall:
Die Feder ist eine richtig lange Schlange, reibungslos z. B. in einem Rohr geführt. Wenn ich jetzt drücke, dann wird die Feder reagieren mit einer Longitudinalwelle, die über ihre Länge hinwegläuft. Am anderen Ende spürt man erst eine Reaktion, sobald die Welle angekommen ist. Die Kraft baut sich erst dann konstant auf, sobald die Welle abgeebbt ist; vorher spürt man die Wellen als Kraftschwankungen.
_________________
Grüße, Stefan
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MickeyMaus



Anmeldedatum: 09.07.2007
Beiträge: 139

BeitragVerfasst am: Mo Feb 08, 2010 10:09 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Felder sind invariant.

Könnte das etwas damit zu tun haben?
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matt_ch



Anmeldedatum: 24.12.2005
Beiträge: 5

BeitragVerfasst am: Do Feb 11, 2010 9:24 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Interessante Gedankengänge Smile

Kann leider auch keine definitiven Antworten liefern. Was aber dennoch definitiv zu bemerken ist: Das Ohm'sche Gesetz gilt eben nur für Ohm'sche Widerstände. Über einer Induktivität entsteht im Fall eines Transienten bekanntlich auch eine Potentialdifferenz, die sich nicht mit dem Ohm'schen Gesetz erklären lässt (ganz zu schweigen auch von nichtlinearen Widerständen).

Ich vermute die Problemstellung lässt sich auf das Thema "Ausbreitung von el.-mag. Feldern" reduzieren. Und die Lichtgeschwindigkeit ergibt sich dann gewissermassen "von selbst" (Maxwell und so).
_________________
schaue nur extrem selten in meine Mailbox
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