Ladungsverteilung in den Drähten und dem Widerstand in einem Gleichstromkreis

1) Wie ordnen sich die Elektronen in einem Draht mit 0 oder vernachlässigbarem Widerstand an, um das Feld im Draht 0 zu machen?

2) Der elektrische Potentialabfall an einem Widerstand ist viel größer als in einem Draht. Das bedeutet, dass das Feld im Widerstand größer ist als das in den Drähten. Wie passiert das in einem Widerstand?

Antworten (2)

Ich finde dieses Paper zu diesem Thema sehr gut: https://www.tu-braunschweig.de/Medien-DB/ifdn-physik/ajp000782.pdf

Wie der Titel schon sagt, handelt es sich um „Eine halbquantitative Behandlung von Oberflächenladungen in Gleichstromkreisen“ (Rainer Müller).

Überall dort, wo sich die Richtung der elektrischen Feldlinien plötzlich von innen nach außen ändert, sammeln sich Oberflächenladungen an. Insgesamt neigen Sie dazu, positive Ladungen in der Nähe des positiven Anschlusses und negative Ladungen in der Nähe des negativen Anschlusses zu sammeln, und Sie haben sowohl positive als auch negative Ladungen, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Drahtes in der Nähe von Biegungen ansammeln.

Leider gibt es keine einfache Gesamtaussage zur Verteilung. Die Ladungsverteilung hängt stark von der Geometrie des Schaltungslayouts ab. Die Schaltungstheorie vernachlässigt die Geometrie des Schaltungslayouts. Sie müssen also die Maxwell-Gleichungen verwenden, die von der Geometrie abhängen.

1) Elektronen wandern entlang der Oberfläche. Der Nullwiderstand eines Supraleiters weist nicht nur ein elektrisches Feld zurück, sondern auch magnetische Felder. Letzteres tut es, indem es diamagnetisch über Eddie-Ströme reagiert. Lenzsches Gesetz Baby!

2) Der Widerstand ist proportional zur Länge und zum spezifischen Widerstand einer Substanz und umgekehrt proportional zur Querschnittsfläche. Ein Widerstand kann also aus etwas mit hohem spezifischem Widerstand bestehen. Der spezifische Widerstand kann je nach der Fähigkeit des Atoms, freie Elektronen abzugeben, variieren. Die geometrische Anordnung atomarer Komponenten kann die mittlere freie Weglänge beeinflussen.

ICH = N e v A = σ E A = v R

Siehe auch Drude-Modell und Freie-Elektronen-Modus l

https://en.wikipedia.org/wiki/Free_electron_model?wprov=sfla1