Physikalische Grundlage zum "Weg des geringsten Widerstandes"?

[Richard]

Moin Leute,

mein Freund und ich sind gerade auf eine Frage gestoßen, die wir uns mit unserem Schulwissen
und Google-Unterstützung nicht beantworten konnten.

Bei Schaltungen spricht man immer vom "Weg des geringsten Widerstandes", doch woran "erkennen" bzw.
wieso nehmen Elektronen den Weg?

Liegt es an den elektrischen Feldern des Leiters oder an der Flussgeschwindigkeit?
Wir können es uns nicht erklären, hoffe ihr könnt diese Frage beantworten...

MfG

Die "Fluss Geschwindigkeit" ist (nahezu) bei allen Leitern gleich und sehr sehr langsam! ca. 1,5 cm/h und nicht mit der Impuls Geschwindigkeit ca. 300.000 m/s zu Verwechseln. Der Widerstand hängt alleine vom Querschnitt ab wenn man von Supraleitung einmal absieht. Am einfachsten (aber falsch* ) kann man es mit einer Wasserleitung erklären, Großer Querschnitt = wenig Widerstand. Man kann das eigentlich besser über den Leitwert Siemens ( S ) ausdrücken. Den Leitwert berechnet man mit 1/R, ein 100 Ohm Widerstand hat also 1/100 = 0,01 S, so kann mann auch den gesamt Widerstand einer Parallelschaltung mehrere Widerstände ausrechnen.

Rg = 1 / ( 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4 ................1/Rx)

* falsch weil da nicht wirklich etwas "fliehst", Aus einen hängenden Rohr wird Wasser einfach her auslaufen, aus einen Elektrischen Leiter aber keine Elektronen. Jedenfalls nicht freiwillig.

Gruß Richard

[Calis007]

Mein Denkmodell baut auf dem Prinzip auf, dass sich gleiche Ladungen abstossen.
Viele Elektronen werden sich also in dem Volumen, dass ihnen zur Verfuegung steht (also im Leiter), gleichmaessig verteilen. Werden nun auf einer Seite welche hineingepumpt und auf der anderen abgesaugt, dann werden eben die meisten Elektronen dorthin geschubst, wo der Widerstand kleiner ist - und nur wenige werden sich durch einen hohen Widerstand durchzwaengen..

Das mit dem 'hängenden Rohr' sehe ich nicht so: Das Rohr muss schon verschlossen sein, wenn es eine Analogie zu einem ins 'Nichts' fuehrenden Leiter darstellen soll. Ein offenes Rohr stellt wohl eher einen Leiter dar, der mit 0 Ohm in einem Kondensator mit unendlicher Kapazitaet endet - und auch von einem solchen kommt (anderes Ende). Klar fliessen dann da Elektronen. Freiwillig? Nein, aber sobald eine Potentialdifferenz da ist ( = Gravitation im haengenden Rohr)...

Und dann ist da noch die philosophische Frage: Wasser fliesst bergab - will es das, oder muss es das?

[oberallgeier]

Da gibt es doch die Stichwörter: Entropie, niedrigstes Energieniveau . . . und diese Wortfamilie. Da wird ja dann selbst die Elektrophysik zur Thermodynamik gezählt . . .

[Richard]

Das mit dem 'hängenden Rohr' sehe ich nicht so: Das Rohr muss schon verschlossen sein, wenn es eine Analogie zu einem ins 'Nichts' fuehrenden Leiter darstellen soll. Ein offenes Rohr stellt wohl eher einen Leiter dar,

Das ist leider ein Irrtum der wenn überhaupt nur auf das Wasserrohr zutrifft (deshalb ist ein Wasser Vergleich auch grundlegend Falsch). Ein Offener Leiter stellt einen unendlich hohen Widerstand dar, was nach I = U / Unendlich (z.B. offener Stromkreis einfach zu berechnen ist. Ohne eine Äußere Spannungsquelle welche einen Stromkreis schließt, irren die Valenz Elektronen ziellos in den Atomgittern umher. Erst durch anlegen einer Spannungsquelle welche ein Spannungsgefälle darstellt werden die Valenz Elektronen in eine bestimmte Richtung bewegt.

Oder einfacher, wenn ein offener Leiter 0 Ohm hätte, würde der teure Strom einfach so aus der Steckdose laufen / fließen. Schade schade schade....

Eine Antenne ist quasi so ein (fast) endlos Widerstand, weshalb dann an diesen im Fall eines Senders hohe Feldstärken auftreten und im Fall eines Empfängers wenig Empfangs Leistung benötigt wird um noch ein Signal über diesem hohen Widerstand messen zu können.

Gruß Richard

[Calis007]

"Ein Offener Leiter stellt einen unendlich hohen Widerstand dar."

Klar. wir sind uns einig! Genauso wie der Verschluss am Ende des Rohres einen unendlich hohen Widerstand fuer das Wasser darstellt..
Offenes Rohr -> Widerstand gleich Null..

Das Problem ist wohl eher sprachlicher Natur:
Offen bei einem Rohr bedeutet: es fliesst, aber offen bei einem Leiter heisst: nichts fliesst..

PS: Waere interessant, wie das sprachlich entstanden ist. Wenn ich einen Schalter schliesse (eher mit Einschalten assoziiert), mach ich eingentlich das Gegenteil von dem, was ich mache, wenn ich ein Ventil schliesse (was eher einen Vorgang beendet).
PPS: Noch brisanter wird es, wenn man an das Oeffnen einer Verbindung denkt. Wenn etwa eine neue Strassenverbindung (er- oder) geoeffnet wird, dann geht da was - aber bei einer elektrischen Verbindung ist dann Schluss. Endgueltig verblueffend wird es, wenn man bedenkt, dass Eroeffnung sinngemaess dasselbe bedeutet wie Erschliessung (Ab jetzt geht da was!).. nun bin ich komplett verwirrt