In Metallen bilden die freien Außenelektronen eine „Elektronenwolke“
- Die Elektronen sind gleichmäßig im Leiter verteilt. D.h. jedes Gitterion (jeder Atomrumpf) hat gleich viele freie Elektronen als Außenelektronen (Valenzelektronen)
- z.B. Kupfer: ein Außenelektron pro Atom
- Solange kein elektrisches Feld am Leiter anliegt, bewegen sich die Elektronen wahllos hin und her.
- Wird eine Spannungsquelle (elektrisches Feld) angeschlossen, so erfolgt die Bewegung der Elektronen gerichtet zum Pluspol (Elektronenmangel) –> Strom fließt
- Strom ist die gerichtete Bewegung von Ladungsträgern
Elektronengeschwindigkeit vs. Stromgeschwindigkeit
- Der Weg, den die Elektronen bei gleichem Strom zurücklegen ist umgekehrt proportional zum Leiterquerschnitt. (umgekehrt proportional = antiproportional = reziprok)
- Die Geschwindigkeit der Elektronen ist ziemlich klein
- 1A in einem Draht mit 1mm^2: v=0,074mm/s
- 1A in einem Draht mit 2mm^2: v=0,037mm/s
- Aber für jedes Elektron das am Minuspol in den Leiter eintritt, tritt auch sofort ein Elektron am Pluspol aus
- Dadurch fließt der Strom mit Lichtgeschwindigkeit (ca. 300.000 km/s) durch den Leiter
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