Adott vezetékben az áramló elektronok sűrűségének és sebességének mi a makroszkopikus jelentősége?

A vezetékben folyó áram változik, mivel ez a töltés "sebessége". I=dQ/dt, ahol dQ a dt idő alatt átáramló töltés. Ha veszel egy v*t hosszúságú térfogatelemet a vezetékből, és erre felírod az áram definícióját, akkor az átáramló töltés (homogén töltéssűrűséget (l) és állandó keresztmetszetet (A) feltételezve): dQ=v*t*A*l*q , ahol q az elektron töltése. Így az áram:

I=dQ/dt=v*A*l*q.

Ebből az egyenletből már látszik, hogy az áram egyenesen arányos a töltéshordozók sebességével. Továbbá (mivel az ellenállás nem függ az áramtól), a feszültség is nő a sebesség növekedtével. Természetesen az ok-okozati viszony fordított: a nagyobb feszültség hatására lesz nagyobb az áram és így a töltéshordozók sebessége.

A másik amit írtál, hogy "több elektron van az adott drótban" a töltéshordozók sűrűségétől illetve a felülettől függ. Az előbbi adott, nem lehet ezt csak úgy változtatgatni, a vezető anyag jellemzője. Az utóbbit lehet változtatni, ettől a vezeték ellenállása változik (R~1/A).

Ha érdekel, itt elég szépen le van írva a dolog a KisFizII mappában, a bsc2-4.pdf -ben.

Alumínium elektrolizásakor bemegy a kohóba 5300V feszültségen 100A-es áram amit ezredrészére transzformálnak és a transzformátorból az elektrolizáló kád százezer amperes áramot tud felvenni.

Olyan nincs hogy emelem a feszültséget és az áram is nő.Pontosan azért továbbítják nagyfeszültségen az elektromos áramot mert a feltranszformáláskor csökken az áramerősség és ezáltal a melegedési veszteség csökken.

Első vagyok (lehet hogy aláírást kéne használnom:P). Amit az utolsó válaszoló írt, az már váltóáram, ott sem a térerősség, sem a részecskék sebessége nem állandó, így az általam említett közelítések nyilván nem alkalmazhatóak. Ekkor sokkal bonyolultabb a helyzet, mágneses jelenségek is bejönnek, ami szintén belejátszik az ellenállásba, részecskék sebességébe... Itt már én nem tudom konyhanyelven elmagyarázni hogy mi miért történik, de hátha jön vki okosabb :)

A kérdéseddel kapcsolatban: igen, az áramerősség (Amper) változik, mivel ez definíció szerint a felületen egységnyi idő alatt átáramló töltésmennyiség. Konyahanyelven szólva: ez nagyobb akkor is, ha sűrűbben vannak, ha nagyobb a felület és ha gyorsabban mennek a töltések.

Konyhanyelven:

A feszültség:

Mivel az elektronokat a feszültség gyorsítja, minél nagyobb a feszültség, az elektronok annál gyorsabban mennek.

Az áramerősség:

Az egységnyi idő alatt adott keresztmetszeten átáramlott elektronok számától függ. A te szavaiddal, minél sűrűbben vannak a mozgó(!) elektronok, annál nagyobb az áramerősség.

Mindez függetlenül attól, hogy egyen-, változó-, vagy váltakozó áramról beszélünk.

Azért mégis egy kis magyarázat hozzá, ha van kedved elolvasod, ha nincs, nem...

Nagyon érezni kell az arányokat, mert a porszívód a 230 voltos váltakozó feszültségű hálózatból 5 A árammal működve 1150 W teljesítményt vesz fel, és egy kb. hasonló teljesítményű gépkocsi önindító a 12 V-os akkumulátorról majdnem 100 A egyenáramot indít.

Ha lenne elég pénzed és ugyanolyan vezeték lenne otthon a faladban, mint amilyen az autódban van, akkor ugyanazt a teljesítmény át tudnád vinni 230V váltakozó feszültség 5 amperrel, és 12 V egyenfeszültség 95.8 amperrel...

Ez utóbbi egyenáramos esetben, mivel ugyanarról a vezetékről van szó, több elektron jut át egységnyi idő alatt adott keresztmetszeten... mert nagyobb az áram erőssége.

A te modellednél és szóhasználatodnál maradva (mivel az áramerősség a fogyasztótól és nem a házad vezetékétől függ, mert a vezetéked ellenállása elhanyagolható a fogyasztó ellenállásához [impedanciájához]) képest, ezért az áramerősség nem a vezetéked keresztmetszetétől függ!

Ha nagyobb az áramerősség, egyszerűen több elektron indul útnak. (Az áram szállítását a fémekben lévő összes elektronnak csak igen csekély hányada - a nem az atomtözshöz tartozó - ún. vezetési sávban lévő elektronok egy része végzi. Ha kicsi az áram, belőlük kevésnek kell megmozdulni, ha nagy az áram, akkor többnek.) Hogy minden vezetésre alkalmas elektronnak meg kelljen mozdulnia, azt szabványok nem engedik, nagyon jelentősen túl van méretezve (biztosítva) a beépíthető vezetékek keresztmetszete ahhoz képest, hogy minden vezetési sávban levő elektronnak mennie kelljen :-)