{"id":78549,"date":"2024-01-14T13:16:11","date_gmt":"2024-01-14T13:16:11","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wellenausbreitungsgeschwindigkeit-geschwindigkeitsfaktor\/"},"modified":"2024-01-14T16:37:13","modified_gmt":"2024-01-14T16:37:13","slug":"wellenausbreitungsgeschwindigkeit-geschwindigkeitsfaktor","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/wellenausbreitungsgeschwindigkeit-geschwindigkeitsfaktor\/","title":{"rendered":"Wellenausbreitungsgeschwindigkeit \u2013 Geschwindigkeitsfaktor"},"content":{"rendered":"

Geschwindigkeit der Wellenausbreitung – Geschwindigkeitsfaktor und Stromgeschwindigkeit<\/h2>\n

Einf\u00fchrung<\/h2>\n

Elektrizit\u00e4t bezieht sich im Allgemeinen auf die Bewegung von Elektronen (oder anderen Ladungstr\u00e4gern) durch einen Leiter im Vorhandensein eines Potenzialunterschieds oder eines elektrischen Feldes. Die Geschwindigkeit dieses Flusses kann mehrere Bedeutungen haben. Um die Frage zu beantworten, wie schnell Elektrizit\u00e4t flie\u00dft, m\u00fcssen wir zwei grundlegende Geschwindigkeitsarten unterscheiden: die Geschwindigkeit der Wellenausbreitung und die Driftgeschwindigkeit.<\/p>\n

Wellenausbreitungsgeschwindigkeit<\/h2>\n

Die Wellenausbreitungsgeschwindigkeit, auch Geschwindigkeitsfaktor oder Ausbreitungsgeschwindigkeit eines \u00dcbertragungsmediums genannt, ist das Verh\u00e4ltnis der Geschwindigkeit, mit der eine Wellenfront (eines elektromagnetischen Signals, eines Funksignals, eines Lichtpulses in einer optischen Faser oder einer \u00c4nderung der elektrischen Spannung auf einem Kupferdraht) durch das Medium wandert, zur Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Die Dimensionen des Drahtes und elektrische Eigenschaften wie seine Induktivit\u00e4t beeinflussen die genaue Ausbreitungsgeschwindigkeit, die jedoch in der Regel etwa 90 Prozent der Lichtgeschwindigkeit betr\u00e4gt \u2013 etwa 270.000 km\/s. In allt\u00e4glichen elektrischen und elektronischen Ger\u00e4ten reisen die Signale typischerweise als elektromagnetische Wellen mit etwa 50%\u201399% der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, w\u00e4hrend sich die Elektronen selbst viel langsamer bewegen.<\/p>\n

Driftgeschwindigkeit<\/h2>\n

In der Elektrizit\u00e4t bezieht sich die Driftgeschwindigkeit auf die durchschnittliche Geschwindigkeit der Ladungstr\u00e4ger, normalerweise Elektronen, w\u00e4hrend sie sich unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes durch einen Leiter bewegen. Wenn eine Spannung \u00fcber einen Leiter angelegt wird, entsteht ein elektrisches Feld, das die Elektronen in eine bestimmte Richtung bewegt. Allerdings bewegen sich die Elektronen nicht in einer geraden Linie, sondern unterliegen einer zuf\u00e4lligen Bewegung aufgrund von Kollisionen mit den Atomen des Leiters. Diese zuf\u00e4llige Bewegung f\u00fchrt zu einer durchschnittlichen Geschwindigkeit, der sogenannten Driftgeschwindigkeit. Die Driftgeschwindigkeit der Elektronen in einem Leiter ist typischerweise ziemlich langsam, in der Gr\u00f6\u00dfenordnung von einigen Millimetern pro Sekunde.<\/p>\n

Berechnung der Driftgeschwindigkeit<\/h2>\n

Die Driftgeschwindigkeit der Elektronen in einem Leiter kann mit folgender Formel berechnet werden:<\/p>\n

\\[ v_d = \\frac{I}{nAq} \\]<\/p>\n

wo:<\/p>\n