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TFH Berlin Grundlagen der Elektrotechnik I Prof. Dr. Suchaneck

Q'I@t'1As

Q'N@eN'Anzahl der Elektronen

1As

1,6@10

&19

'6,24@10

Elektronen

Beispiel:

Wieviele Elektronen bewegen sich in 1 Sekunde durch den Querschnitt eines Leiters,

wenn 1 A fließt?

Lösung:

Strömungsgeschwindigkeit der Elektronen

Die Strömungs- (Drift) Geschwindigkeit der Elektronen ist gering (.1mm/s).

Der Energieimpuls setzt sich aber mit nahezu Lichtgeschwindigkeit (.300·10

m/s) fort.

1cm³ Cu enthält 0,84·10

freie Elektronen mit je e=-1,6·10

-19

As.

Dichte n

=0,84·10

Elek./cm³ (Cu)

Es gilt:

A =Querschnitt

s=Weg

S=Stromdichte

=mittlere Strömungsgeschwindigkeit

t=Zeit

Beispiel:

Durch einen Cu-Draht mit 1mmi fließt ein Gleichstrom von 10A.

a) Wieviele Elektronen fließen je s durch den Querschnitt?

b) Wie schnell bewegen sich die Ladungen?

c) Wie groß ist die Stromdichte?

Elektronenbeweglichkeit :

: ist ein Maß dafür, wie schnell sich die beweglichen

Ladungsträger im Gitterverband bewegen können.

: ist eine Materialkonstante.

@e@A

10A

0,84@10

Elek.

cm³

@1,6@10

&19

As @7,85@10

cm²

' 0,095

Q'N@e'I@t

10A

1,6@10

&19

'6,24@10

Elek.

10A

0,785mm²

' 12,73

mm²

µ'

,Q'A@s@n

@e, N'A@s@n

A@s@n

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