Hur snabb är elektriciteten?

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Göteborg
Registrerad
Jul 2005

Hur snabb är elektriciteten?

Ja, hur snabbt färdas den?

P5w dh deluxe/ e6600 @ 3.3ghz/ corsair xms 2gb pc8500 @ pc5700 !?/ Asus 8800gts/ Seasonic m12 500W

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Göteborg
Registrerad
Maj 2003

Det är lite komplicerat. Med elektricitet så syftar man oftast på elektroner som rör sig och de kan röra sig olika fort, det som hindrar dem att röra sig i ljushastigheten är deras massa.

Nå en väldigt bra sida som förklarar detta:
http://www.eskimo.com/~billb/miscon/speed.html

Ps: Du kan goggla på elektronhastighet, men jag hittade ingen bra länk i all hast.

*edit* I länken ovan räknade de ut i ett exempel att elektronerna gick 8.4 cm/h, det verkar ju rimligt, bara testa med en kabel och se
Nä man ska nog skilja på elektronhastigheten om man är ute efter hur snabbt data kan transporteras i en ledare. För om man har ett sugrör fullproppad med en massa kulor, så behöver inte den kulan som man stoppar in komma ut, utan det räcker att en kula faller ut på den andra sidan för att man ska detektera data. Däremot resulterar varje krock i en liten fördröjning, så kabellängden påverkar..

[Core i7-3930K med 32GB ram, 2*256GB SSD] & [Core i7 3770K med 16 GB RAM, 256GB SSD] som tillsammans har ett [HD 5850 1GB] och 3st 24".

Trädvy Permalänk
Medlem
Registrerad
Jun 2005

det beror på material och temperaturen om du menar strömmen tror jag,kan nog vara storlek på ledaren också. finns ju lite saker som påverkar hur snabbt elektronerna rör sig.Det kommer aldrig gå snabbare än ljuset tror jag inte.
är inte säker om det är rätt

Adblocker,BigMacbookPro, #METOOintelinside, Sondera2018,Volvo745GlTic

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Linköping
Registrerad
Jul 2001

Spänningsutbredningen ligger väl något under ljushastigheten?

Bureaucracy expands to meet the needs of the expanding bureaucracy. - Oscar Wilde
If the answer to any question requires a leap of faith, is it really an answer at all?
"Reason is not automatic. Those who deny it cannot be conquered by it." - Ayn Rand

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
sthlm
Registrerad
Apr 2002

Jag har ingen aning om hur det här stämmer, men enligt min fysiklärare i gymnasiet så färdas elektriciteten i en ledare relativt långsamt. kommer inte ihåg vad han sa om hastigheten, men jag ha för mig att det var något med 1m/s. Men sen sa han att det hela tiden "låg" elektroner i ledaren vilket gjorde att det inte blev någon "fördröjning" då man t.ex ska tända en lampa.

Någon som har hört något liknande? tycker personligen att det låter lite konstigt...

Deck me out

Trädvy Permalänk
Hedersmedlem
Plats
Linköping
Registrerad
Apr 2004

Enligt wikipedia är utbredningshastigheten för elektriska fält i en kopparledare 99,9% av ljushastigheten
http://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_electricity

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Stockholm
Registrerad
Jan 2002
Citat:

Ursprungligen inskrivet av Zany
Jag har ingen aning om hur det här stämmer, men enligt min fysiklärare i gymnasiet så färdas elektriciteten i en ledare relativt långsamt. kommer inte ihåg vad han sa om hastigheten, men jag ha för mig att det var något med 1m/s. Men sen sa han att det hela tiden "låg" elektroner i ledaren vilket gjorde att det inte blev någon "fördröjning" då man t.ex ska tända en lampa.

Någon som har hört något liknande? tycker personligen att det låter lite konstigt...

Se det som att du har ett sugrör fullt med små kulor. Trycker du in en till kula så åker en annan ut nästan direkt, trots att kulan du stoppat in knappt har rört sig någon sträcka alls.

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
sthlm
Registrerad
Apr 2002
Citat:

Ursprungligen inskrivet av head
Se det som att du har ett sugrör fullt med små kulor. Trycker du in en till kula så åker en annan ut nästan direkt, trots att kulan du stoppat in knappt har rört sig någon sträcka alls.

Jo, det var så jag menade. Men hur är det då med hastigheten?

Deck me out

Trädvy Permalänk
Hedersmedlem
Plats
Linköping
Registrerad
Apr 2004
Citat:

Ursprungligen inskrivet av Zany
Men hur är det då med hastigheten?

Det beror på vad man menar, de individuella elektronernas hastighet (som i och för sig beror av fältets styrka) är låg, särskilt vid växelström då de måste byta riktning hela tiden, men så fort det finns ett elektriskt fält kommer elektroner börja röra sig; det är därför lampan tänds så fort efter att man har tryckt på knappen.

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Linköping
Registrerad
Jul 2001

Frågan är väl egentligen felställd. Elektricitet är en benämning på en abstraktion eller något fiktivt och kan inte ha någon hastighet. Elektroner kan ha en hastighet och elektriska fält kan ha en utbredningshastighet. Så vad är frågan egentligen här? Svaren blir ju ganska olika, hehe. Elektronerna rörde sig i, enligt bud_bundy, i ca 1 dm/h, medan det elektriska fältets utbredningshastghet var ca 300 000 km/s.

Bureaucracy expands to meet the needs of the expanding bureaucracy. - Oscar Wilde
If the answer to any question requires a leap of faith, is it really an answer at all?
"Reason is not automatic. Those who deny it cannot be conquered by it." - Ayn Rand

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Katrineholm
Registrerad
Maj 2004

Varje enskild elektron rör sig iofs hela tiden (hur mycket beror på temperaturen) oavsett spänning eller inte. Men om man tar genomsnittshastigheten för alla elektroner tillsammans så rör de sig inte alls utan spänning och långsamt med spänning som det var sagt tidigare.

Det är elektronernas rörelser som genererar värmen (energin fick elektronerna från det elektriska fältet dvs spänningen) och motståndet i ledningarna beror ju just på svårigheterna för elektronerna att röra sig fritt.

Intel Core i7 2600 | 12GiB DDR3-1333 | Sapphire RX 480 Nitro+ OC 8GiB @ 1355/2000MHz | Intel X25-M G2 80GB | WD10EADS 1TB | WD10EAVS 1TB | Samsung 850 EVO 500GB | Scythe Kamariki 4 450W
BOINC Statistics
BOINC Statistics

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Göteborg
Registrerad
Jul 2005
Citat:

Ursprungligen inskrivet av Zartax
Frågan är väl egentligen felställd. Elektricitet är en benämning på en abstraktion eller något fiktivt och kan inte ha någon hastighet. Elektroner kan ha en hastighet och elektriska fält kan ha en utbredningshastighet. Så vad är frågan egentligen här? Svaren blir ju ganska olika, hehe. Elektronerna rörde sig i, enligt bud_bundy, i ca 1 dm/h, medan det elektriska fältets utbredningshastghet var ca 300 000 km/s.

Tackar för svaren ! var det jag letade efter !

mvh

P5w dh deluxe/ e6600 @ 3.3ghz/ corsair xms 2gb pc8500 @ pc5700 !?/ Asus 8800gts/ Seasonic m12 500W

Trädvy Permalänk
Hjälpsam
Plats
Karlskoga
Registrerad
Jan 2007

Tror att elektormagnetiska fältet i en ledare brukar röra sig med ca 0.6-0.8 av ljushastigheten i vakum.
Det skiljer sig givetvis för olika ledare, men jag vill minnas att det var vad mätt upp i några labbar.

AMD Ryzen 7 1700 | Vega RX 64 | https://valid.x86.fr/fgqnte | Stockkylaren | Bitfenix Whisper M 750W | Corsair 600T Graphite vit.
AMD FX8350 | Polaris RX 460 4 GB | https://valid.x86.fr/0q5pkm | Cooler Master V 700W | 32 GB ECC-Minnen.
HTPC | https://valid.x86.fr/ez1zxw |

Trädvy Permalänk
Entusiast
Plats
Stockholm
Registrerad
Jul 2001
Citat:

Ursprungligen inskrivet av bud_bundy
Det är lite komplicerat. Med elektricitet så syftar man oftast på elektroner som rör sig och de kan röra sig olika fort, det som hindrar dem att röra sig i ljushastigheten är deras massa.

Ja, du har rätt i att det är komplicerat. Men jag tror inte att massan är huvudanledningen till att elektroner inte rör sig i ljushastigheten. Massan hindrar visserligen effektivt något (med massa) att uppnå (eller strikt passera) "ljusvallen", men elektroner går inte i ljushastigheten på grund av ungefär samma anledning som att bilar inte gör det. Momentum och rörelseenergi. Fast, som sagt, är det kanske mer komplicerat då man kanske måste frångå klassisk mekanik. Men ljushastigheten är inte den första begränsningen precis då elektroner rör sig i storleksordningar om mm per sekund och inte 0,3 Gm/s. En skillnad på elva eller så storleksordningar!

Citat:

Ursprungligen inskrivet av Zartax
Spänningsutbredningen ligger väl något under ljushastigheten?

Nja, det är väl en fråga om synsätt? Det beror på om man med ljushastigheten menar ljushastigheten i vakuum eller i ett specifikt media? Utifrån den senare är det förstås helt riktigt.

http://www.theatlantic.com/national/archive/2012/05/how-the-p...
"If there's a simple lesson in all of this, it's that hoaxes tend to thrive in communities which exhibit high levels of trust. But on the Internet, where identities are malleable and uncertain, we all might be well advised to err on the side of skepticism."

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
LTH
Registrerad
Dec 2002
Citat:

Ursprungligen inskrivet av MBY
Ja, du har rätt i att det är komplicerat. Men jag tror inte att massan är huvudanledningen till att elektroner inte rör sig i ljushastigheten. Massan hindrar visserligen effektivt något (med massa) att uppnå (eller strikt passera) "ljusvallen", men elektroner går inte i ljushastigheten på grund av ungefär samma anledning som att bilar inte gör det. Momentum och rörelseenergi. Fast, som sagt, är det kanske mer komplicerat då man kanske måste frångå klassisk mekanik. Men ljushastigheten är inte den första begränsningen precis då elektroner rör sig i storleksordningar om mm per sekund och inte 0,3 Gm/s. En skillnad på elva eller så storleksordningar!

Nja, det är väl en fråga om synsätt? Det beror på om man med ljushastigheten menar ljushastigheten i vakuum eller i ett specifikt media? Utifrån den senare är det förstås helt riktigt.

Utan fält kommer elektronerna att röra sig med Fermis hastighet. Med ett fält kommer man att uppnå en nettohastighet längs fältet. Det som hindrar elektronerna att uppnå ljushastighet är för att de sprids.

P4 2.0 GHz@2.26 GHz | GF6600GT Core 500 MHz@580 MHz Mem 900 MHz@1135 MHz | 1 GB pc2700 <<Lite kuriosa bara: Ping eller mer korrekt latency är en storhet, ms är enheten. Spänning är också en storhet medan volt är enheten. Tänk vad skoj det skulle låta om du sa: "Hörru höj upp kilometer per timmen va!" (Brun hårig sjuk sköterska)>>

Trädvy Permalänk
Entusiast
Plats
Stockholm
Registrerad
Jul 2001
Citat:

Ursprungligen inskrivet av XCan
Utan fält kommer elektronerna att röra sig med Fermis hastighet. Med ett fält kommer man att uppnå en nettohastighet längs fältet. Det som hindrar elektronerna att uppnå ljushastighet är för att de sprids.

Ja, men utan fält är rörelsen på mikronivå en form av brownsk sådan och den är inte speciellt snabb, jämfört med ljusets hastighet. Den är visserligen flera storleksordningar större än nettorörelsen, men fortfarande "bara" mätt i Mm/s, flera hundra- eller tusentals gånger långsammare än ljushastigheten. Det där med att elektronerna inte uppnår ljushastigheten för att de sprids får du gärna förklara närmare (jag ifrågasätter inte det, det låter rentav vettigt iofs). Först och främst, vilken nivå talar vi om här? Statistiska mått på mikro- eller makronivå eller "riktig" kvantnivå?

Den siffra som är intressant på ett konceptuellt plan är ju hastigheten i strömmens rörelseriktning (eller antiparallell till denna om man så vill), oavsett betraktelsenivå. Jag tror att trådskaparen är ute efter denna snitthastighet i rätt riktning snarare än elektronernas egenrörelse som ju är allt annat än enkel (Fermi-Dirac-statistik). I andra material och speciella (låga) temperaturer uppstår ju underliga fenomen som tunnling. Jag vet inte, men jag tror att eddyströmmar och skindjup också spelar in?

http://www.theatlantic.com/national/archive/2012/05/how-the-p...
"If there's a simple lesson in all of this, it's that hoaxes tend to thrive in communities which exhibit high levels of trust. But on the Internet, where identities are malleable and uncertain, we all might be well advised to err on the side of skepticism."

Trädvy Permalänk
Hjälpsam
Plats
Karlskoga
Registrerad
Jan 2007

Man kan se på elektriciteten som en vågrörelse.
Om man tittar på en liten bit ledare så har den en viss Kapacitans mellan ledarna och en viss Induktans på längden.
Om man jämför med vågutbredning längs en mekanisk ledare motsvarar Induktansen massan/trögheten och kapacitansen hur mjuk fjädringen är.
I fallet ljudhastighet ökar hastigheten ju lättare mediet är och ju starkare det fjädrar.
Det gör tex att ljudhastigheten i kall luft som är tyngre än varm är, blir lägre.
Högre Induktans/meter ger högre tröghet och högre kapacitans/meter gör att mer laddning kan lagras.
Hastigheten i det förlustfria fallet blir 1/roten(L*C) och brukar i en ledare ligga på ca 2/3 av ljushastigheten i vakum, alltså 2/3*3E8=2E8 (m/s).

AMD Ryzen 7 1700 | Vega RX 64 | https://valid.x86.fr/fgqnte | Stockkylaren | Bitfenix Whisper M 750W | Corsair 600T Graphite vit.
AMD FX8350 | Polaris RX 460 4 GB | https://valid.x86.fr/0q5pkm | Cooler Master V 700W | 32 GB ECC-Minnen.
HTPC | https://valid.x86.fr/ez1zxw |

Trädvy Permalänk
Entusiast
Plats
Stockholm
Registrerad
Jul 2001

Den mest pedagogiska och ur elektroniksammanhang kanske vettigaste siffran fås nog genom att studera mikroskopisk nettorörelse över makroskopisk tid varvid den ofta citerade hastigheten på någon mm/s är rimligast för likström och "0" för (helt symmetrisk) växelström.

http://www.theatlantic.com/national/archive/2012/05/how-the-p...
"If there's a simple lesson in all of this, it's that hoaxes tend to thrive in communities which exhibit high levels of trust. But on the Internet, where identities are malleable and uncertain, we all might be well advised to err on the side of skepticism."

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
LTH
Registrerad
Dec 2002
Citat:

Ursprungligen inskrivet av MBY
Ja, men utan fält är rörelsen på mikronivå en form av brownsk sådan och den är inte speciellt snabb, jämfört med ljusets hastighet. Den är visserligen flera storleksordningar större än nettorörelsen, men fortfarande "bara" mätt i Mm/s, flera hundra- eller tusentals gånger långsammare än ljushastigheten. Det där med att elektronerna inte uppnår ljushastigheten för att de sprids får du gärna förklara närmare (jag ifrågasätter inte det, det låter rentav vettigt iofs). Först och främst, vilken nivå talar vi om här? Statistiska mått på mikro- eller makronivå eller "riktig" kvantnivå?

Den siffra som är intressant på ett konceptuellt plan är ju hastigheten i strömmens rörelseriktning (eller antiparallell till denna om man så vill), oavsett betraktelsenivå. Jag tror att trådskaparen är ute efter denna snitthastighet i rätt riktning snarare än elektronernas egenrörelse som ju är allt annat än enkel (Fermi-Dirac-statistik). I andra material och speciella (låga) temperaturer uppstår ju underliga fenomen som tunnling. Jag vet inte, men jag tror att eddyströmmar och skindjup också spelar in?

Låt oss börja tänka på halvledare, då andra intressanta aspekter dyker upp vid så kallade 'perfekta ledare'.

Vid termisk jämvikt kommer medelerörelseenergin att vara 1/2 kT för varje frihetsgrad, dvs att det typiskt kommer att vara 3/2 kT. Då detta fortfarande är långt från relativistikt räcker det med klassisk mekanik. Vid rumstemp kommer då medelfarten att ligga i storleksordningen 10^7 cm/s med den effektiva massan för en elektron i GaAs.

Vad jag förstår är trådskaparen är ute efter vad jag skulle vilja kalla för drifthastigheten. Man behöver inte tänka kvantmekaniskt för att förstå detta. En elektron accellereras av ett elektriskt fält. Den börjar då få en nettohastighet längs fältet och driver en given sträcka. Där krockar den med en atom eller orenhet och tappar sin drifhastighet. Därefter börjar elektronen bygga upp drifthastigheten igen osv. För en typisk halvledare ligger storleksordningen mellan krockar på t =1 ps.

Någon frän man har sagt att moment bevaras: -qEt = m v, där v är drifthastigheten.

Man kan sedan tänka om i en metallisk ledare, samma sak kommer att ske där, med lite andra konstanter. Men vad som händer vid en perfekt ledare har jag inget bra svar på. Vad är fältet i en sådan (0?)?. Vad är spänningen över en sådan(0? )?

P4 2.0 GHz@2.26 GHz | GF6600GT Core 500 MHz@580 MHz Mem 900 MHz@1135 MHz | 1 GB pc2700 <<Lite kuriosa bara: Ping eller mer korrekt latency är en storhet, ms är enheten. Spänning är också en storhet medan volt är enheten. Tänk vad skoj det skulle låta om du sa: "Hörru höj upp kilometer per timmen va!" (Brun hårig sjuk sköterska)>>

Trädvy Permalänk
Hedersmedlem
Plats
Uppsala
Registrerad
Jul 2001

Jag har en lite lustig relaterad fråga: om elektronerna bara rör sig åt ett håll i likström, hur kommer det sig att elektronerna aldrig tar slut i ena änden av en tråd och byggs upp i den andra?

X370 Taichi / R7 1700 @ 3.75 GHz 1.2 V / 2x8 GB 3200 MHz CL16 / MSI GTX 1070 Gaming, OC / Samsung 960 EVO 500 GB / Corsair RM650x
LG G6 (H870)

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Linköping
Registrerad
Jul 2001
Citat:

Ursprungligen inskrivet av Thomas
Jag har en lite lustig relaterad fråga: om elektronerna bara rör sig åt ett håll i likström, hur kommer det sig att elektronerna aldrig tar slut i ena änden av en tråd och byggs upp i den andra?

Brukar dina batterier vara i evighet? Nu är det iofs. inte så att de tar slut, men överskottet har minskat så mycket att de inte längre strömmar över till andra sidan. Nu var det är lite förenklat, men i en kondensator så fungerar det i stort sätt så. Batterier å andra sidan har kemiska reaktioner som skapar en spänning som trycker runt elektroner. När du använder batterier har du en sluten krets så nya elektroner kommer hela tiden till minuspolen på batteriet från pluspolen genom batteriets inre. I den yttre kretsen (den du ser) så åker elektronerna från minuspolen till pluspolen. Så de tar inte slut eftersom de fylls på, men den kemiska energin i batteriet tar slut och då dör också den pådrivande spänningen.

Bureaucracy expands to meet the needs of the expanding bureaucracy. - Oscar Wilde
If the answer to any question requires a leap of faith, is it really an answer at all?
"Reason is not automatic. Those who deny it cannot be conquered by it." - Ayn Rand

Trädvy Permalänk
Hedersmedlem
Plats
Uppsala
Registrerad
Jul 2001
Citat:

Ursprungligen inskrivet av Zartax
Brukar dina batterier vara i evighet? Nu är det iofs. inte så att de tar slut, men överskottet har minskat så mycket att de inte längre strömmar över till andra sidan. Nu var det är lite förenklat, men i en kondensator så fungerar det i stort sätt så. Batterier å andra sidan har kemiska reaktioner som skapar en spänning som trycker runt elektroner. När du använder batterier har du en sluten krets så nya elektroner kommer hela tiden till minuspolen på batteriet från pluspolen genom batteriets inre. I den yttre kretsen (den du ser) så åker elektronerna från minuspolen till pluspolen. Så de tar inte slut eftersom de fylls på, men den kemiska energin i batteriet tar slut och då dör också den pådrivande spänningen.

Arrgh, hjärnsläpp!
Visste egentligen det där, men tack för en bra förklaring ändå. Tänkte att det var elektroner från kopparn i sladden som flyttades.

X370 Taichi / R7 1700 @ 3.75 GHz 1.2 V / 2x8 GB 3200 MHz CL16 / MSI GTX 1070 Gaming, OC / Samsung 960 EVO 500 GB / Corsair RM650x
LG G6 (H870)

Trädvy Permalänk
Avstängd
Plats
Umeå
Registrerad
Dec 2006
Citat:

Ursprungligen inskrivet av Thomas
Tänkte att det var elektroner från kopparn i sladden som flyttades.

Det är det ju.
Men det tillkommer fler elektroner vid minuspolen som "puttar iväg" elektronerna i kopparn.

Trädvy Permalänk
Hedersmedlem
Plats
Uppsala
Registrerad
Jul 2001
Citat:

Ursprungligen inskrivet av Haricots
Det är det ju.
Men det tillkommer fler elektroner vid minuspolen som "puttar iväg" elektronerna i kopparn.

Ja, precis, och just därför tar de ju inte slut.
Analogin med kulor i sugrör eller vad man nu vill har jag åtminstone inte glömt bort.

X370 Taichi / R7 1700 @ 3.75 GHz 1.2 V / 2x8 GB 3200 MHz CL16 / MSI GTX 1070 Gaming, OC / Samsung 960 EVO 500 GB / Corsair RM650x
LG G6 (H870)

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Stockholm
Registrerad
Jul 2001

Fast är inte den analogin med sugröret lite missvisande. Det handlar ju inte om en mekanisk puttning. Det som skapas är ju ett elektriskt fält som påverkar de laddade partiklarna (dvs i det här fallet de fria elektronerna).

optimisten påstår att vi lever i den bästa av världar, medan pessimisten fruktar att det är sant

Trädvy Permalänk
Medlem
Plats
Linköping
Registrerad
Jul 2001
Citat:

Ursprungligen inskrivet av Sheep
Fast är inte den analogin med sugröret lite missvisande. Det handlar ju inte om en mekanisk puttning. Det som skapas är ju ett elektriskt fält som påverkar de laddade partiklarna (dvs i det här fallet de fria elektronerna).

Det är sant, men den visar på ett bra sätt att något kan hända snabbt långt bort fast alla de ingående delarna rör sig långsamt.

Bureaucracy expands to meet the needs of the expanding bureaucracy. - Oscar Wilde
If the answer to any question requires a leap of faith, is it really an answer at all?
"Reason is not automatic. Those who deny it cannot be conquered by it." - Ayn Rand