Geistige Kniebeugen: Elektromagnetismus

[MaxZ]

... Ich frag mich gerade, ob nicht auch induktive Kopplung zum sofortigen Sprung beiträgt. Also durch das Magnetfeld vom Kabel bei der Batterie ein Strom in die 1m entfernte Leitung induziert wird. Eigentlich schon
Wär immerhin kapazitive und induktive Kopplung

Davon abgesehen, ich fand's durchaus interessant zu sehen, dass der Energiefluss tatsächlich aus der Batterie heraus zeigt. So anschaulich kam das bei uns an der Uni nicht dran


Liebe Grüße,
Max

[Paul]

Ja stimmt, magnetische Induktion muss natürlich auch beteiligt sein! (Ansonsten gibt's ja auch keinen Poyntingvektor. XD)

[MaxZ]

... Poyntingvektor ...

Das Wort riskiert für mich Synonym von "unnötig kompliziert" zu werden.

Grüße,
Max

[Bastl_r]

Für mich ist das immer noch nicht ganz Klar...
Der kapazitive Teil würde ja "nur" bedeuten, dass sofort ein Ladungsunterschied zwischen Lampe und Batterie besteht.
Zum Einen auf beiden Seiten entgegengesetzt, zum Anderen muss der jeweilige Kondensator ja erst mal geladen werden.
Außerdem wird der Ladestrom durch die Induktivität und den Widerstand der Leitungslänge begrenzt.

Dieser Ponyfaktor ist für mich momentan etwas zu abstrakt und geht, wie schon gesagt gefühlt in Richtung "Freie Energie"

[Norbi]

Der Erste Gedanke der mir kam war nach 20 Sekunden mit: Aber Hallo, da hat aber wer ne große Induktivität gebaut, die geht bestimmt recht langsam an "an".

[Multi-kv]

Was ich hier auch interessant finde, ist das bei diesem Experiment der Welle-Teilchen-Dualismus schön herauskommt
Mit der Erklärung von Veritassium wird der Wellencharackter über die Maxwellschen Gleichungen und dem Poynting-Vektor etc. heraufbeschworen.
Der Elektriker sieht eher den Teilchencharakter und erklärt es mit kapazitiver und induktiver Kopplung - das ist für mich zumindest - deutlich eingängiger als komplexe Wellentheorie.
Man kann es vermutlich mit beiden Modellen vollständig und detalliert beschreiben und berechnen - interessant wäre dann ein Vergleich mit einem realen Versuch - möglicherweise sieht das dann doch noch ein bischen anders aus.
In dem Video soll ja die Impedanz der Leitung vernachlässigt werden - so wäre ein vollständiges instantanes Leuchten gegeben. Mit der Leitungsimpedanz wäre das vermutlich ein Aufschaukeln mit div. Flackerepisoden

[MaxZ]

interessant wäre dann ein Vergleich mit einem realen Versuch - möglicherweise sieht das dann doch noch ein bischen anders aus.
In dem Video soll ja die Impedanz der Leitung vernachlässigt werden - so wäre ein vollständiges instantanes Leuchten gegeben. Mit der Leitungsimpedanz wäre das vermutlich ein Aufschaukeln mit div. Flackerepisoden

Wie Veritasium im Video bereits sagte, haben zwei Profs ein paar Folien dazu ausgearbeitet, die er in der Videobeschreibung verlinkt hat. Durchaus lesenswert (enthalten auch Simulationen und Messungen (!) zum Problem): https://ve42.co/bigcircuit

Wie schon angedeutet gibt es bereits Messungen von einem realen Versuchsaufbau. Ist weiter hinten im verlinkten Foliensatz und deckt sich ziemlich gut mit dem beschriebenen Modell wie's aussieht.

In dem Video soll ja die Impedanz der Leitung vernachlässigt werden - so wäre ein vollständiges instantanes Leuchten gegeben. Mit der Leitungsimpedanz wäre das vermutlich ein Aufschaukeln mit div. Flackerepisoden

Achtung Im Video wird der Widerstand der Leitung vernachlässigt, nicht die Impedanz. Sprich, nur das R. Das L und das C (und das ist letztendlich alles was Widerstand und Impedanz unterscheidet) sind absolut nicht vernachlässigbar und werden auch nicht vernachlässigt. Supraleiter haben keinen Widerstand aber zwischen zwei Supraleitern kannst du trotzdem eine Kapazität messen und mit den Dingern lassen sich auch hervorragende Magnete (Induktivitäten) bauen.
Kapazität und Induktivität haben weit mehr mit Geometrie zu tun als mit dem Material an sich.


Liebe Grüße,
Max

[Paul]

[…] Ponyfaktor […]

Made my day.

[Thunderbolt]

ElectroBoom hat dazu 'n video veröffentlich wo der auf das Transmission-Line Modell eingeht und das simuliert

[MaxZ]

Das Electroboom Video erklärt's echt gut. Hätte ich das vorher schon gesehen, hätt ich direkt darauf verlinkt. Danke fürs posten!

Liebe Grüße,
Max

[kilovolt]

Hallo Leute

Ich setze mich jetzt mal in die Nesseln. Ehrlich gesagt, ich bin skeptisch was dieses Video angeht. Alleine schon die Aussage, dass der Vektor des Energieflusses zum Verbraucher zeigt, halte ich für falsch. Die Stromrichtung ändert nicht in einem Stromkreis, folglich stimmen die eingezeichneten Feldlinien nicht. Man kann sich dies anhand der Drei-Finger-Regel überlegen.

Dass sich die Energie nicht nur im Leiter bewegt, halte ich auch nur für AC oder ändernde DC für korrekt. Wenn der Stromfluss in einem DC-Kreis einmal gegeben ist, also keine Änderung mehr stattfindet, ändert sich auch am Magnetfeld nichts mehr und es wird demnach auch keine Energie über das Feld übertragen, so, wie im statischen Magnetfeld eines Permanentmagneten ja auch keine Energie steckt.

Und noch eine ganz parktische Anmerkung, warum ich die Theorie für nicht richtig halte. Früher hat man in Fernsehern sog. analoge Delaylines für die sehr kurze Verzögerung von Signalen eingesetzt, siehe hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Verz%C3%B6gerungsleitung. Diese waren nichts anderes als aufgewickelter Draht. Wäre die Theorie korrekt, würde eine solche Delayline nicht funktionieren.

PS: Habe jetzt nicht alle eure Antworten dazu gelesen. Sind nur meine spontanen Gedanken dazu. Ja sorry, bin etwas spät dran.

2. PS: Ich möchte noch was anderes zu bedenken geben: Diese Theoretiker und Akademiker, die sich solch komische Gedanken machen, gehen auch immer davon aus, dass die Leitungen Null Widerstand haben. Würde man sich dies nun korrekt vorstellen, so müsste man eigenltich auch sagen, dass die dargestellte "Leitung" eben gar keine Leitung mehr ist, sondern eine unendlich grosse Metallmasse, welche in jeder Dimension eine unnedlich grosse Ausdehnung hat. Das weicht dann schon deutlich davon ab, was wir uns unter einer "Leitung" im praktischen Alltag vorstellen. Vielleicht entspricht eben auch gerade deswegen das Ergebnis einer solchen betrachtung nicht mehr dem, was man normal vermuten würde.

Gruss kilovolt

[Paul]

Hey Leute!

Jetzt gibt es von Veritasium einen zweiten Teil zum ersten Video!

https://www.youtube.com/watch?v=oI_X2cMHNe0

Gruß!
Paul

[Matse]

Ich überlege gerade zu der Anfangsgrafik des Videos, wie er den langsamen Elektronenfluss darstellt. Wie sieht der Elektronenfluss bei Hochspannung aus, fließen die Teilchen genau so langsam? Und wenn, was verbrennt oder tötet dann? Die langsam fließenden Elektronen, die Magnetfelder oder die "unsichtbaren Kräfte" der Teilchen? Bei Wechselstrom niedriger oder hoher Spannung pulsieren die Elektronen (nach alter Vorstellung) ja genauso hin und her. Bei 50 Hz müssen die Elektronen sich ja gleichermaßen "mechanisch" verhalten. Aber was macht die hohe Spannung und deren Gefahr, deren Geknister in der Luft und deren elektromagnetische (gravitative) Eigenschaften über den Luftraum aus? Darüber konnte ich noch keine Dokumentation finden. Wie wird das elektrische Feld vor allem bei Hochspannung generiert und warum springen die Kräfte (die Ionen, die Elektronen oder die Teilchen, oder nur deren Kräfte derer Auswirkungen über den Luftraum?
Da kann man sich den Kopf zergrübeln. Vielleicht findet ja einer von euch eine neue Theorie, die alles alte ablegt und bekommt einen Nobelpreis .

Was Realität ist, ist z.B. eine Transformatorspule. Nehmen wir mal an, die Spule hat zum Beispiel 1000 Windungen und erzeugt eine Spannung von 2000 Volt. An jeder beliebigen Stelle lässt sich bei 10 Windungen eine Spannung von 20 V abnehmen!
Diese 20 V sind nicht anders, als die aus einer anderen Stelle der Spule. Gehen wir weiter, dann nehmen wir eine Spule von 100 000 Windungen und 200 000 Volt. Wieder haben wir 20 Volt an jeder Stelle der Spule, bei der wir 10 Windungen abgreifen. Zwischen den 10 Windungen, egal wo sie sind, passiert nicht viel. In der gesamten Länge! Mehren sich die abgegriffenen Windungen, wird die Spannung immer gefährlicher. Was passiert da in einem solchen Sekundärdraht? Mit normaler Mathematik lässt sich das nicht erklären. Vor allem wenn alle Elektronen den selben langsamen Fluss haben sollen. Welche Kräfte sind noch um die Elektronen, die sich in der Länge vermehren? Sind si schnell, schwingen sie immens oder was ist das generell? Tja, man sollte nicht alles zu mathematisch sehen, denn das Echte bleibt einem so oft verborgen.

Gruß Matse

[Multi-kv]

Ich finde das neue Erklärvideo eigentlich ganz gut und nachvollziehbar - zumindest im großen Ganzen.
Was den Elektronenfluß und die Driftgeschwindigkeit der Elektronen bei Hochspannung angeht, bin ich nicht ganz sicher ob die durchschnittliche Driftgeschwindigkeit der Elektronen steigt, vermutlich nicht wesentlich. Die durchschnittl. freie Weglänge im Metallgitter bleibt ja gleich, aber sie prallen mit deutlich höherer Energie auf die Atomkerne und kollidieren natürlich auch gegenseitig (?). Die Feldstärke im und um den Leiter wird größer, die Elektronen werden auf der freien Weglänge stärker beschleunigt, die Kollisionen sind umso heftiger, aber ob die Drift insgesamt nennenswert ansteigt?

Ich finde die Analogie mit dem Druck im Wasserschlauch oft sehr hilfreich. Bei 1 bar Druck tut es nicht wirklich weh, wenn ich Dich damit anspritze, bei einigen 100 oder 1000 bar sieht das dann ganz anders aus, da werden die Knochen schnell freigelegt und am Ende durchtrennt. Mit über 1000 bar kann man schon dicke Stahlplatten schneiden!
Was an der Analogie aber nicht stimmt ist die Fließgeschwindigkeit des Wassers, die erhöht sich mit dem Druck natürlich auch. Wasser läßt sich ja nicht komprimieren, Luft dagegen schon, aber auch die Fließgeschwindigkeit von Druckluft wird mit dem Druck steigen. Die Elektronendichte im Leiter kann dagegen schwanken und stark zunehmen (Ladung) und damit das elektr. Feld verstärken.
An der Eintrittsstelle in die Haut ist die Feldstärke besonders hoch, Ladungsträger dringen mit rel. hoher Geschwindigkeit in die Haut ein und erzeugen durch innere Kollisionen mit den Ionen Hitze und führen zu Verbrennungen. Durch das elektr. Feld werden Nervenbahnen irritiert und können zum Herzkammerflimmern und schließlich Herzstillstand führen. Bei kleiner Spannung und demzufolge kleinen Strömen passiert das noch nicht.

Dennoch sind und bleiben das alles Theorien um die wahren Vorgänge irgendwie mathematisch abzubilden. Für den Elektroniker reichen die ohmschen und kirchhoffschen Gesetze i.d.R. völlig aus, die tatsächlichen Verhältnisse sind wohl komplizierter und werden besser durch die maxwellschen Gleichungen beschrieben. Ob das am Ende die ganze Wahrheit ist, weiß wohl auch niemand