Wolfgang24-1 post=13682 userid=21052
die Bedingungen, die zu einem Stromfluss führen, die breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus.
Einzige Bedingung ist ein E-Feld.
Nehmen wir einen langen Draht mit einem Schalter:
Batterie ── Schalter ───────────────── Widerstand
Vor dem Einschalten fließt kein stationärer Strom.
Beim Schließen des Schalters breitet sich die Änderung des elektromagnetischen Feldes entlang der Leitung aus. Sie kann sich nicht instantan ausbreiten, sondern höchstens mit einer Geschwindigkeit in der Größenordnung der Lichtgeschwindigkeit im jeweiligen Leitungsmedium. Erst wenn die Feldänderung einen bestimmten Abschnitt erreicht, wird dort das elektrische Feld verändert und die Ladungsträger beginnen, ihre Driftbewegung entsprechend anzupassen.
Es entsteht also ein Strom nur im Bereich zwischen Schalter und den Punkten im Leiter, den das E-Feld bzw. die Spannungsänderung bereits erreicht hat. Die Ausbreitungsrichtung ist die des Poynting-Vektors S (Das habe ich dir
in #13674 schon erklärt
:
Deine Erklärung ist aber falsch, denn ohne den Stromfluss gibt es kein Magnetfeld und dann auch keinen Poynting Vektor.
Oberer Leiter
───────────────────┐
↓ S S S │
↓ E → → → R
↓ │
───────────────────┘
unterer Leiter
Wolfgang24-1 post=13682 userid=21052
Im Übrigen generiert der Strom das Magnetfeld, das sich dann [...] um die Leiter herum befindet.
Richtig, Magnetfeld und Poynting-Vektor existieren ebenfalls nur in dem Bereich um den Leiter, den das E-Feld bereits erreicht hat.
Das ganze ist und bleibt ein dynamischer Vorgang, auch nachdem E-Feld und B-Feld den Widerstand erreicht haben und ein konstanter Strom im ganzen Leiter fließt. Du behauptetst zwar,
Wolfgang24-1 post=13675 userid=21052
dass die Spannung zwischen den Leitungsenden bestehen bleibt, weil sie im Leiter nicht abfällt.
Die Spannung muss aber im Leiter permanent dynamisch aufrecht erhalten werden, eben weil sie im Widerstand abfällt. So wie sich die Spannung nach dem Einschalten zunächst vom Schalter zum Widerstand fortpflanzt (auch im idealen Leiter), muss sie sich am Anschluss zum Widerstand durch nachrückende Ladungen permanent zum Widerstand hin weiter fortpflanzen. Offenbar hast du Schwierigkeiten, dir diese Dynamik zu vergegenwärtigen.
Die Spannung im E-Feld ist nur dort erhalten, wo sich gleich viele Ladungen befinden. Ladungen, die in den Widerstand eintreten, befinden sich aber nicht mehr am Anschluss der Zuleitung, was dort die Spannung senkt. Zum Ausgleich muss sie sozusagen nachfließen. Da spielt immer ein Zeitfaktor mit, denn Energie ist bekanntlich Leistung*Zeit.
Der Strom fließt gleichmäßig überall in den Leitungen und verursacht lediglich den stationären Spannungsabfall R*I entsprechend den lokalen Widerstandsverhältnissen.
Wolfgang24-1 post=13675 userid=21052Das elektrische Feld um die Leitungen herum hat dabei keinerlei Funktion.
Es verkörpert die Spannung zwischen Hin- und Rückleitung, auch direkt an den Anschlüssen zum Widerstand bzw. Verbraucher als Energieumwandler.
Ja, das ist richtig, aber nur die Spannung zwischen den Leitungsenden hat eine Funktion, wenn etwas Leitfähiges daran angeschlossen wird.
Wolfgang24-1 post=13676 userid=21052
Einen äußeren Poynting Vektor benötigt dieser Mechanismus nicht.
Dann benötigt er wohl auch keine vollständige Beschreibung.
"Elektrisches Feld trifft auf freie Ladungsträger" ist eine vollständige Beschreibung für die Stromerzeugung.
ZITAT KI:
Die elektrische Leistung, die der Widerstand aufnimmt, kann vollständig als elektromagnetischer Energiefluss durch den umgebenden Raum beschrieben werden.
Mathematisch ist genau das die Bedeutung des Poynting-Theorems.
Man sollte sich dabei nicht vorstellen, dass die Energie wie ein Stoff zwischen den Drähten entlangströmt. Der Poynting-Vektor beschreibt die lokale Energieflussdichte des elektromagnetischen Feldes. Die Energie befindet sich dabei nicht als „Substanz“ an bestimmten Punkten, sondern die elektromagnetische Feldenergie wird kontinuierlich übertragen.
ZITAT ENDE
Ja das ist eine Erklärung, bei der rein mathematische Formeln eine völlig unbegründete allgemeine physikalische Bedeutung bekommen. Die Bedingung, dass sich dafür die Felder gegenseitig induzieren müssen, ist auf der Strecke geblieben.
Wolfgang24-1 post=13682 userid=21052
Es ist nicht so, dass der Poynting-Vektor den Strom generiert.
Das hat auch nie jemand behauptet. Es ist ein Strohmann-Argument.
Ja was macht denn dann der Poynting Vektor?
Wolfgang24-1 post=13682 userid=21052
Also, die Kausalitätskette ist:
E-Werk->elektrisches Feld->"Strom bei Leistungsabgabe im Elektrogerät"->Magnetfeld->Poynting-Vektor
Strom fließt auch im idealen Leiter ohne Leistungsabgabe dort.
Die Leistungsabgabe ist RI².
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