Kann in einem einfachen Stromkreis Strom fließen, wenn ich die Batterie in einen Faraday-Käfig einschließe?

Angenommen, ich habe einen normalen Stromkreis mit einer Batterie, die mit einem Widerstand und einer Glühbirne verbunden ist.

Angenommen, die Batterie befindet sich irgendwie in einer Metallbox (Faraday-Käfig), der Rest der Schaltung befindet sich jedoch außerhalb, sodass der Draht möglicherweise durch ein winziges Loch in der Box gesteckt wird.

Da der Energiefluss durch einen Stromkreis auf das elektromagnetische Feld zurückzuführen ist, wie es durch den Poynting-Vektor beschrieben wird, fließt Strom durch den Stromkreis, da das Feld nicht durch den Faraday-Käfig dringen kann?

Das elektrische Feld breitet sich unabhängig vom Gehäuse durch den Draht aus. Sie haben unzählige Beispiele in der Industrie - Geräte in einer (Metall-)Box, die über ein Kabelpaar mit der Außenwelt verbunden sind.
Jemand hat sich dieses Veritasium-Video angesehen! Tolle Frage.

Antworten (3)

Gute Frage im Zusammenhang mit einem umstrittenen Veritasium -Video. Meine Antwort ist ja, es fließt immer noch Strom und die Glühbirne leuchtet immer noch. Während der Bereich außerhalb der Box vom Feld im Inneren abgeschirmt ist, gibt es keinen Grund, warum der Teil des Kabels außerhalb der Box nicht seine eigenen E- und B-Felder erzeugen kann.

Übrigens, obwohl ich glaube, dass Veritasium (Derek) im Geiste richtig ist, stimme ich seiner Antwort auf die Multiple-Choice-Frage nicht zu. Ich glaube, dass die Antwort auf seine Frage keine der oben genannten ist. Der Strom steigt nicht merklich an, bis etwa eine RL-Zeitkonstante verstrichen ist.

Ja, es wird. Der Faraday-Käfig stoppt den Stromfluss durch den Draht um den Stromkreis nicht.

Könnten Sie das etwas genauer ausführen? Diese Antwort würde von einer ausführlicheren Erklärung profitieren.
Die Batterie bewirkt, dass Elektronen in der Nähe der positiven Platte von ihr angezogen und Elektronen in der Nähe der negativen Platte von ihr abgestoßen werden, dass alles innerhalb des Käfigs passiert. Die Kraft wird dann von den bereits erwähnten Elektronen entlang des Drahtes auf andere Elektronen weiter von der Batterie übertragen.

Ja. Aus der Maxwell-Gleichung:

∇ × B = μ 0 ICH
wir können die Richtungen der kennen B Vektorfeld unter Verwendung der Rechte-Hand-Regel. Innerhalb der Batterie ist das E-Feld von + bis - ( E = − ∇ v ). Im Außenwiderstand hat es die gleiche Richtung wie der Strom.

Unter Verwendung der Rechte-Hand-Regel für den Poynting-Vektor ( E × B ), ist es leicht zu erkennen, dass es in der Batterie nach außen und in den Widerstand nach innen geht.

Wenn wir sagen, dass es von der Batterie nach außen fließt, bedeutet das nicht, dass etwas wirklich fließt und den Widerstand erreicht, nachdem es durch die Luft gereist ist (wie es bei EM-Wellen der Fall wäre). Es ist nur der Ausdruck eines Vektorfeldes, das nur innerhalb der Komponenten existiert. Der Faraday-Käfig beeinflusst also den Energiefluss nicht.

Kann in einem einfachen Stromkreis Strom fließen, wenn ich die Batterie in einen Faraday-Käfig einschließe?
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