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Groups > de.sci.electronics > #366807

Re: Geschwindigkeit von Elektronen im Leiter

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ram@zedat.fu-berlin.de (Stefan Ram) writes:

>   Ich hatte gestern im italienischsprachigen Usenet eine Frage
>   zur Geschwindigkeit von Elektronen im Leiter beantwortet, aber 
>   noch keine perfekte Antwort gefunden.
>
>   Die Frage lautete: Die dissipierte Leistung ist dem Quadrat des
>   Stromes proportional. Wenn der Strom zur Geschwindigkeit der
>   Elektronen proportional ist, dann wäre die kinetische Energie
>   der Elektronen auch zum Quadrat des Stromes proportional. Ist
>   die dissipierte Leistung (Energie pro Zeit) also praktisch zur
>   kinetischen Energie der Elektronen proportional?
>
>   Ich antwortete zunächst mit der Herleitung der Leistung P aus
>   P = U * I und U = I * R.
>
>   Dann stellte ich fest, daß die Elektronen schon ohne Spannung
>   eine hohe thermische Geschwindigkeit haben und die kleine
>   elektrische Driftgeschwindigkeit die kinetische Energie dann
>   mehr linear als quadratisch beeinflussen sollte. (Eine Parabel
>   ist in einer kleine Umgebung einer Stelle näherungsweise eine
>   gerade Linie.)
>
>   Außerdem sollte die kleine Driftgeschwindigkeit die kinetische
>   Energie rund der Hälfte der Elektronen /reduzieren/, da diese
>   sich thermisch in die /entgegengesetzte/ Richtung bewegen.
>
>   Eine genauere Analyse, vielleicht im Rahmen der Drude-Theorie
>   oder eines ihrer Nachfolger, könnte aber vielleicht doch eine
>   quadratische Abhängigkeit einer effektiven kinetischen Energie
>   von der Driftgeschwindigkeit finden. - Und hier bin ich mir nun
>   nicht sicher, ob oder wie man dies näher untersuchen kann!

Den Begriff der Driftgeschwindigkeit der
Ladungsträger (bei einem metallischen Leiter
Elektronen) v = µ E (Ladungsträgerbeweglichkeit µ,
Feldstärke E) kennst du bereits. Nach einer gewissen freien
Weglänge wechselwirken die beschleunigten Ladungsträger,
die Energie aus dem elektrischen Feld aufgenommen
haben, mit dem Kristallgitter und die zusätzliche
Bewegungsenergie wird in Wärme umgewandelt,
der Effekt ist der thermischen Bewegung unterlagert
und bewirkt einen effektiven Leistungsumsatz.

Das alles scheint dir bereits bekannt zu sein.

-- 
Stefan

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Geschwindigkeit von Elektronen im Leiter ram@zedat.fu-berlin.de (Stefan Ram) - 2026-03-18 16:54 +0000
  Re: Geschwindigkeit von Elektronen im Leiter Eric Bruecklmeier <u@5i7.de> - 2026-03-18 18:12 +0100
  Re: Geschwindigkeit von Elektronen im Leiter Helmut Fischer <h_fischer@gmx.de> - 2026-03-18 18:15 +0100
    Re: Geschwindigkeit von Elektronen im Leiter Kai-Martin Knaak <kaimartin@invalid.invalid> - 2026-03-22 20:39 +0000
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    Re: Geschwindigkeit von Elektronen im Leiter Stefan Wiens <s.wi@gmx.net> - 2026-03-23 07:51 +0100
      Re: Geschwindigkeit von Elektronen im Leiter ram@zedat.fu-berlin.de (Stefan Ram) - 2026-03-23 13:29 +0000
        Re: Geschwindigkeit von Elektronen im Leiter Roland Krause <roland.krause9@freenet.de> - 2026-03-23 18:48 +0100
        Re: Geschwindigkeit von Elektronen im Leiter Sieghard Schicktanz <Sieghard.Schicktanz@SchS.de.invalid> - 2026-03-23 21:57 +0100

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