Kann ein Stoff mit geringem Widerstand Strom schneller leiten als ein Stoff mit hohem Widerstand?

Question

Oder ist die Stromgeschwindigkeit immer gleich?

Answer 1

Die Frage ist nicht klar formuliert:
Es gibt zwei völlig unterschiedliche Eigenschaften:
1. Die Geschwindigkeit mit der sich die Elektronen bewegen: Sie ist sehr gering.
2. Die Geschwindigkeit mit der sich "die Tatsache, dass sich die Elektronen bewegen, ausbreitet": Sie ist sehr hoch, praktisch Lichtgeschwindigkeit.

Das kann man so gut verstehen:
Stellen Sie sich ein langes Rohr vor, dessen Innendurchmesser etwas größer als der einer Erbse ist. Das Rohr ist auf der ganzen Länge mit Erbsen gefüllt, schön eine an der anderen.
Stecken Sie an einem Ende eine Erbse hinhein, dann fällt (praktisch sofort) am anderen Ende eine Erbse heraus. Die Erbsen stellen beispielhaft die Elektronen dar. Der Vorgang des "Erbseneinsteckens" hat sich sehr schnell durch das Rohr fortgepflanz, während sich alle Erbsen nur sehr langsam bewegt haben.
Ich hoffe, so kann man verstehen, was ich gemeint habe.

Answer 2

@alle: Da geht wohl einiges durcheinander.
Zunächst: die Elektronen bewegen sich in einem normalen Kupferkabel mit einer Geschwindigkeit von Millimetern pro Sekunde.
Ein Rechenbeispiel: Kupfer hat eine Ladungsträgerdichte von ca. 8*10^28 pro Kubikmeter. Bei einer Stromstärke von 1 Ampere fließen 6,24*10^18 Elektronen pro Sekunde durch den Leiterquerschnitt. Das ergibt bei einem Querschnitt von 1 Quadratmillimeter eine Geschwindigkeit von 0,8 Millimeter (!) pro Sekunde. Da sich alle Leitungselektronen bewegen, weil auf alle dieselbe Kraft wirkt, bedeutet dies:
- bei doppeltem Leiterquerschnitt ist die Geschwindigkeit halb so groß,
- bei doppelter Stromstärke ist die Geschwindigkeit doppelt so groß.
Dies beantwortet die Frage: ein kleinerer Widerstand führt zu größerer Stromstärke, im Zuleitungskabel daher zu schnellerer Elektronenbewegung. Die Menge der sich bewegenden Elektronen ist in einem Metall praktisch immer gleich, sie hängt nur von der Art des Metalls ab.
Aufgrund der unterschiedlichen Geschwindigkeiten ist die Reibung unterschiedlich groß, deshalb werden Kabel bei kleinerem Querschnitt oder größerer Stromstärke schneller heiß.

Answer 3

Vorweg: Strom bewegt sich selbstverständlich NICHT mit Lichtgeschwindigkeit. Die Eigengeschwindigkeit ist ca. 1/10 der Lichtgeschwindigkeit. Es ist die Bewegung von Teilchen geringer Masse. Die können sich nie mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.

Zu Deiner Frage: Die Stromgeschwindigkeit ist in ein und dem selben Leiter bei gleichen Bedingungen immer gleich. Ändere ich den Querschnitt oder die Eigenschaften des Stoffes, dann werden pro Zeiteinheit weniger (oder auch mehr) Elektronen durch den Leiter beschleunigt, aber nicht, weil die Elektronen langsamer werden, sondern weil weniger Elektronen pro Zeiteinheit durchkommen.
Bekanntlich ist über die Definition I = dq/dt nur die Menge der Ladungen entscheidend.
Ziehen wir den oft gequälten Vergleich mit Wasser heran: Das Wasser selbst fließt bei einem konstanten Pumpendruck oder Gefälle auch nicht langsamer, es sind die Steine im Weg, die zu einer geringeren Wassermenge führen, die hinten rauskommt.
Solange sich die Elektronen in einem Leiterband befinden, werden sie nicht abgebremst. das geschieht nur bei Wechselwirkungen mit den inneren Elektronen.

Answer 4

Da muss man differenzieren. Die Geschwindigkeit eines einzelnen Elektrons ist in beiden Fällen gleich. (bzw. wie der vor mir schreibt gibt es auch da mini-unterschiede) Aber es können im einen Fall mehr Stromteilchen aufeinmal durch (bei weniger Widerstand) sodass eine höhere Voltzahl ankommt. Bei mehr Widerstand verkleinert sich sozusagen die Leitung - es kommen nur noch weniger Elektronen durch!

Answer 5

Minimalst schneller. In einem Supraleiter fließen die Elektronen mit annähernd Lichtgeschwindigkeit, in einem warmen Leiter mit etwas darunter. Aber der Unterschied ist kaum messbar, und für praktische Anwendung ohnehin nicht von Bedeutung.

Answer 6

Der Verlust ist höher bei höherem Widerstand .

Answer 7

Immer Lichtgeschwindigkeit,vom Widerstand hängt allerdings die Stromstärke ab!

Answer 8

Strom bewegt sich immer mit Lichtgeschwindigkeit.