Warum verlieren Ladungen kein Potential, wenn sie durch den Stromkreis wandern, bevor sie einen Widerstand erreichen?

Der Widerstand in einem realen Stromkreis wäre weitaus höher als der Widerstand der Zuleitungsdrähte, sodass der Großteil des elektrischen Felds über dem Widerstand zu sehen wäre.

Jetzt müssen wir etwas Realität einwerfen. In einem Schaltplan ist der Widerstand ein konzentriertes Element, das durch Eigenschaften an seinen Anschlüssen definiert ist. IRL ist jedoch ein Volumen aus Widerstandsmaterial. Zwei der drei Dimensionen dieses Volumens sind typischerweise die Breite und die dritte die Länge.

Wenn Sie einen Bruchteil dieser Länge nehmen, hat es ein kleineres elektrisches Feld als das gesamte Gerät. Wenn eine Seite geerdet ist, zeigen verschiedene Teile unterschiedliche Potenziale, je nachdem, wie nahe sie an der nicht geerdeten Klemme sind. Genauso funktionieren analoge Potentiometer – der mittlere Anschluss bewegt sich von einem Ende des festen Widerstands zum anderen und ändert sein Potential abhängig von seiner Position.

Das elektrische Feld verteilt sich also um den Stromkreis. Der Trick besteht darin, dass das meiste davon über das Widerstandselement verteilt wird und nur sehr wenig um die Zuleitungsdrähte verteilt wird.

Stellen Sie sich vor, zwischen der Quelle und dem Widerstand wäre nichts. Sie sind immer noch verbunden, aber es gibt keine "Schaltung" dazwischen. Überhaupt kein Widerstand ... nicht nur vernachlässigbar, aber nichts. Es könnte keinen Verlust an potenzieller Energie geben, kein E-Feld im Raum zwischen der Quelle und dem Widerstand, weil zwischen ihnen kein Raum ist.

Das ist die im Schema dargestellte Situation. Wir zeichnen die Spannungsquelle und den Widerstand ein wenig voneinander entfernt, weil es den Schaltplan leichter verständlich macht, aber effektiv gibt es einen idealen Leiter der Länge Null zwischen den beiden Elementen. Es besteht die starke Versuchung, das, was Sie über reale Schaltungen wissen, auf eine ideale Schaltung anzuwenden, aber Sie müssen verstehen, dass der Schaltplan nur eine Darstellung einer theoretischen idealen Situation ist ... ohne diesen Sprung könnten wir ihn nicht anwenden strenge mathematische Analyse der Schaltung.

Entnommen aus Matter and Interactions 4th Edition. Dies ist genau die Lösung, nach der ich @all gesucht habe. Das elektrische Feld der Batterie nimmt mit der Entfernung ab, aber die Oberflächenladungsdichte der Schaltung ordnet sich aufgrund von Rückkopplung neu an. Um den Widerstand baut sich eine Ladung auf, die ein Feld anlegt, das dem Feld der Batterie und anderen Oberflächenladungen entgegenwirkt. Da Chagres langsam durch die Widerstände fließen, ist die Oberflächenladungsverteilung von der Batterie zur oberen Oberfläche des Widerstands im Wesentlichen gleichmäßig, wodurch ein sehr kleines E-Feld erzeugt wird.

Gutschrift an @jonk für den Tipp.

Deine Resonanz klingt logisch. Bedenken Sie auch die Tatsache, dass, wenn das E-Feld im perfekten Leiter groß wäre, der Strom durch ihn, der proportional zum Produkt aus Leitfähigkeit und E-Feld ist, riesig wäre, was nicht der Fall ist.

Das E-Feld in perfekten Leitern ist unter stationären Bedingungen (wie z. B. Ihrer Schaltung) Null. Das Integral in der Gleichung, die Sie angeben, verschwindet also. Somit ist ΔV=0, dh entlang eines perfekten Leiters ist das Potential konstant.