Joomla Free Template by FatCow Hosting

Hoe snel is een elektron?

Hoofdcategorie: experiments Categorie: Elektro Gepubliceerd: donderdag 27 juni 2019
Ster inactiefSter inactiefSter inactiefSter inactiefSter inactief
 

Elektronen bewegen verbluffend langzaam.

Niveau

:

Verrijkende lesstof

Doel

:

Op een andere manier visualiseren hoe elektronen bewegen.

 

 

 

Berekening stroomsnelheid elektronen in stroomgeleider

Hoe bereken je de snelheid van stroom?


Gegeven:

  • een draad van 1 meter lengte en 2 mm doorsnee
  • stroomsterkte 1 ampere

 

Voor de liefhebbers de berekening:

  • Een stroomsterkte van 1 Ampère is hetzelfde als 1 Coulomb per seconde.
  • Een elektron heeft een lading van 1,6.10-19 Coulomb.
  • 1 Coulomb = 1/1,6.10-19 = 6,25.10-18 elektronen
  • Dus 1 Ampère = 6,25.10-18 elektronen/seconde


Het aantal atomen in koper is op te zoeken of te berekenen:

  • N = NA * m/M
    • N is het aantal atomen per kubieke meter.
    • NA is het getal van Avogadro (6,0229 . 1023).
    • m is de soortelijke massa van koper (8,9 . 103 kg/m3).
    • M is het atoomgewicht van koper (63,5).

 

Dus:

N = 6,0229 . 1023 * 8,9 . 103 / 63,5
   = 8.44 . 1028 atomen per kubieke meter.

In koper zijn 8, 44 * 1028 elektronen per kubieke meter beschikbaar. Dus in een draad van 1 meter lengte en 2 mm doorsnee zijn dat in totaal 2,65 * 1023 elektronen. Omdat er een stroom staat van 1 Ampère komen er dus 6,25.1018 elektronen per seconde uit de bron. Er zijn in totaal 2,65.1023 elektronen te verplaatsen dus voordat de 'bron' elektronen bij het eind van de draad zijn duurt het:

2,65 * 1023 / 6,25 * 1018 = 42.400 seconden en dat is ongeveer 11,7 uur, kortom bijna een halve dag.

2 meter per 11,7u = 200cm per 11,7u = 17cm per uur

Bij een stroomsterkte van 1 ampere stroomt stroom met een snelheid van 17cm per uur door een koperen draad met een diameter van 2mm.

Stroom LIJKT snel te zijn. Hoe kan het, dat iets was zo traag is als stroom, zo snel lijkt te gaan? Kijk naar de volgende foto. Je ziet een pijp gevuld met ballen. De ballen stellen elektronen voor, de pijp stelt een stroomleiding voor.

elektronen in een pijp

 

Stel je voor wat er gebeurt als je links een balletje in de pijp stopt. Hoe lang duurt het voor er rechts een balletje naar buiten komt?

Antwoord: rechts komt onmiddellijk een balletje naar buiten. Het lijkt alsof het balletje dat je er links in stopt er rechts meteen uit komt. Maar dat is natuurlijk niet hetzelfde balletje. Maar dat balletje rechts komt er wel HEEL SNEL uit!

 


Hits: 338

Plaats reactie


Beveiligingscode
Vernieuwen

Andere websites

Helaas, ik heb het ei van Columbus niet uitgevonden. Er zijn meer websites als PhysicsExperiments.org:

Doel

Physicsexperiments.org wil docenten en TOA's Natuurkunde inspireren. Physicsexperiments.org is een verzameling Natuur­kunde Experimenten. Welk experiment, simpel of gecompliceerd, verdient aandacht.

Vind je mijn initiatief positief en wil je een bijdrage leveren? Graag!!! Ik sta altijd open voor nieuwe ideeën, voor verbeteringen, aanvullingen en hulp bij vertaling.

Je collega-TOA