Frage:
Was ist ein Kurzschluss auf Elektronenebene?
Shubham
2011-08-18 01:24:10 UTC
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Ich versuche zu verstehen, wann Sie sagen können, dass ein Stromkreis "kurzgeschlossen" wird.

Offensichtlich erzeugen Sie einen Kurzschluss, wenn Sie die beiden Enden einer Batterie mit einem Kabel verbinden. Das Kabel bietet jedoch einen gewissen Widerstand, obwohl es extrem klein ist. Was ist, wenn Sie die beiden Enden der Batterie mit einem 1-Ohm-Widerstand verbinden? Wird es immer noch kurzgeschlossen?

Wo wird also die Grenze zwischen Kurzschluss und Well gezogen, nicht Kurzschluss? Was passiert in beiden Fällen tatsächlich mit den Elektronen?

Danke! P. >

Ich mag das Sprichwort "Was passiert mit den Elektronen?" Nicht. Nennen Sie mich einen Puristen, aber Elektronen, die sich bewegen, sind der Nebeneffekt eines elektrischen Feldes durch einen Leiter. Ja, man kann sagen, was mit den Elektronen passiert, aber warum nicht nach Strom fragen? Jedes Elektron hat Wärmeenergie und relativ zufällige Momente, wobei das angelegte elektrische Feld eine allgemeine Drift aufweist und wenn Sie über die sehr große Anzahl von ihnen summieren, wird ein Strom sichtbar. Wenn Sie ein einzelnes Elektron beobachten würden, würden Sie sehr wenig lernen.
Fünf antworten:
Majenko
2011-08-18 02:04:05 UTC
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Der Name "Kurzschluss" stammt von einem unbeabsichtigten Pfad für die Elektronen, der "kürzer" ist als beabsichtigt.

Grob gesagt folgen die Elektronen dem Pfad des geringsten Widerstands. Normalerweise steuern wir diesen Fluss durch unsere Schaltung mithilfe der Komponenten wie Widerstände, Kondensatoren, Transistoren usw. Wenn ein unbeabsichtigter Weg zwischen zwei Punkten mit einem niedrigeren Widerstand (also "kürzer") als gewünscht erstellt wird, ist dies der Ort Die Elektronen werden es vorziehen zu gehen. Dies ist das, was wir als "Kurzschluss" bezeichnen.

Auf Elektronenebene unterscheidet es sich nicht von anderen Teilen des Schaltkreises, aber aus unserer Sicht ist es eine schlechte Sache, die dazu führt, dass Dinge passieren das wollten wir nicht.

+1, aber nicht alle Elektronen folgen dem Pfad mit dem geringsten Widerstand - nur die meisten von ihnen, und es wird immer noch einen viel geringeren Parallelstrom im beabsichtigten Pfad geben.
@sharptooth Daher das "grob gesprochen".
stevenvh
2011-08-19 18:56:39 UTC
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Die Definition eines Kurzschlusses ist nicht klar definiert, hat jedoch mit viel weniger elektrischem Widerstand und damit mehr Strom zu tun, als wir in einer bestimmten Situation erwarten.
Ein Großteil des elektrischen Stroms erfolgt durch freie Elektronen in einem Metallgitter, wie in Kupferdrähten, wo sie sich mit geringem Widerstand bewegen können. Durch Anlegen eines elektrischen Feldes werden zig Millionen dieser Elektronen bewegt, und zur Begrenzung dieses Stroms wird Widerstandsmaterial benötigt.
Wenn zu wenig Widerstand vorhanden ist, um den Strom so zu begrenzen, dass er über das hinausgeht, was das System aufnehmen kann Sprechen Sie über einen Kurzschluss. Dieser übermäßige Strom kann bestimmte Komponenten unbeabsichtigt oder absichtlich beschädigen, wie im Fall einer Sicherung . Die Sicherung ist eine Schwachstelle in einem System, das wir opfern, um den Schlag auszuführen, sodass der Stromkreis unterbrochen wird, bevor andere Komponenten beschädigt werden.
Manchmal sprechen wir von einem Kurzschluss, selbst wenn überhaupt kein Schaden vorliegt, beispielsweise wenn Wir überbrücken (einen Teil) eines Stromkreises so, dass der Strom daran vorbeifließt, aber dass er in einem anderen Teil des Stromkreises wie der Stromversorgung begrenzt ist.

Auf der Ebene eines einzelnen Elektrons sieht ein Kurzschluss nicht viel anders aus als ein normaler Strompfad, er bewegt sich aufgrund des elektrischen Feldes. Es ist nur die Anzahl von ihnen, die fließen kann, die den Unterschied ausmacht.

Jon L
2011-08-18 01:54:49 UTC
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Sie haben Recht, dass alles, was wir zum Führen von Strom verwenden, aufgrund der physikalischen Natur der Materialien einen gewissen Widerstand aufweist. Aber im Allgemeinen bedeutet ein Kurzschluss, so wie ich es verstehe, direkte Verbindung .

Betrachten wir jedoch einige Fälle, in denen wir entweder:

  1. einen unbeabsichtigten Stromanstieg aufgrund einer versehentlichen direkten Verbindung haben, die als unsicher für den Rest des Systems angesehen wird. Der Strom fließt auf einem Pfad, den wir nicht beabsichtigt hatten (daher "kurz" wie eine Abkürzung). Oder
  2. möchte aus einem funktionalen Grund (einem Schalter) zwei Knoten in unserer Schaltung verbinden
  3. ol>

    Im ersten Fall interessieren wir uns für den Zustand unseres Systems. Ein Kurzschluss bedeutet hier, dass zu viel Strom an einem Ort gezogen oder versenkt wird, den wir als besonders empfindlich empfinden bedeutet einfach nicht genug Widerstand, wobei "genug" durch das definiert wird, was unser System sicher tolerieren kann.

    Im zweiten Fall sind wir daran interessiert, zwei verschiedene Bereiche unserer Schaltung mit möglichst geringen Verzerrungen / Signalen / Informationsverlusten miteinander zu verbinden. In diesem Fall liegt es in unserem Interesse, möglichst wenig Widerstand zu leisten.

    Ich glaube, um Ihre Frage zu beantworten, ist es eine Frage des Kontexts und dessen, was Sie versuchen schützen oder erreichen. Auf Elektronenebene ist es nur aktuell.

user3624
2011-08-18 01:43:53 UTC
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Ein "Kurzschluss" ist ein Oberbegriff, der auf Elektronenebene wenig Sinn macht. Aber unsere Kultur interpretiert es als "etwas Elektrisches ist durcheinander".

Die übliche Verwendung für "Kurzschluss" ist, wenn zwischen zwei Teilen eines Stromkreises eine elektrische Leitfähigkeit (niedriger Widerstand) besteht, die keine Leitfähigkeit haben sollte . Normalerweise handelt es sich dabei um zwei Drähte oder Metallstücke, die sich berühren und nicht berühren sollten.

Es gibt keine detailliertere Definition für "kurz" als diese. In dieser Hinsicht ist es dem Begriff "Krebs" sehr ähnlich. Es gibt über 200 Krebsarten, und nur "er hat Krebs" zu sagen, ohne anzugeben, welche Art von Krebs nicht viel nützlicher ist als "er ist krank".

sharptooth
2011-08-19 19:37:49 UTC
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Kurzschluss bedeutet normalerweise, dass der Widerstand so viel niedriger als erwartet ist, dass es keine Rolle spielt, dass er ungleich Null ist - der Strom im Kurzschlusspfad ist viel höher als in anderen Pfaden. Zum Beispiel schließen Sie die Kontakte der Wandsteckdose mit einem Schraubendreher kurz. Ein Schraubendreher ist kein Supraleiter, aber sein Widerstand ist so niedrig, dass der Strom extrem hoch ist und Sie einen Funken bekommen, Kontaktpunkte brennen und Überstromschutz hoffentlich auslöst.

In Bezug auf Elektronen würde ein Kurzschluss bedeuten, dass der Der dominierende Elektronenfluss folgt dem Kurzschlusspfad und dieser Fluss wird den Fluss, für den der Stromkreis vorgesehen war, weit überschreiten.



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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