Interaktives Exponat · Felder und Ladung

Im Inneren des Stromflusses

Entdecke, wie Elektronen driften, wie sich Felder ausbreiten und wie Energie durch einen Leiter wandert, in einer interaktiven Visualisierung mit vier Wegen, ins Innere zu schauen.

Scale, speed, and brightness are exaggerated for clarity. Electron drift is far slower, and fields far faster, than shown.
Electrons Electric field Magnetic field Energy transfer Radiation
Simulation controls
CurrentMedium
LowMediumHigh
VoltageMedium
LowMediumHigh

Medium current drives a steady drift; medium voltage sets a clear field and a more pronounced energy pulse.

Die Kernidee

Warum leuchtet eine Lampe sofort auf?

Die Elektronen kriechen kaum, doch die Energie, getragen vom Feld, rast durch den Draht und schaltet die Last in dem Moment ein, in dem du sie anschliesst.

Elektronen - langsame Drift Energieimpuls - nahe Lichtgeschwindigkeit Last - leuchtet sofort bei Ankunft
Vier Ansichten, ein Draht

Schau ins Innere, auf vier verschiedene Arten

Wechsle die Modi uber das Panel an der Simulation. Jede Ansicht zeigt dieselbe Physik anders, vom Lehrbuch-Querschnitt bis zum Zoom auf Quark-Ebene.

Die Physik

Was wirklich passiert

Funf Schichten, die die Simulation offenlegt, jede live gezeigt und dann in einem Satz gesagt.

Was sich bewegt

01

Freie Elektronen driften langsam durch das Gitter, ihre kollektive Bewegung ist der Strom.

Elektrisches Feld

02

Spannung baut ein Feld auf, das Elektronen in eine Netto-Drift entlang des Drahts treibt.

Magnetfeld

03

Ein Strom legt ein Magnetfeld um den Leiter, mehr Strom, starkeres Feld.

Energieubertragung

04

Energie wandert im Feld um den Draht, weit schneller als Elektronen driften.

Strahlung

05

Stetiger Strom strahlt kaum; sich schnell andernde Felder werfen EM-Wellen ab.

Ursache und Wirkung

Von der Spannung zur Energie, Schritt fur Schritt

Die Kette, die eine Potentialdifferenz in gelieferte Leistung verwandelt, und wo Strahlung ins Bild kommt, und wo nicht.

01

Spannung angelegt

Eine Potentialdifferenz wird uber den Leiter gelegt.

02

Elektrisches Feld

Die Spannung baut ein Feld im Draht auf, von Ende zu Ende.

03

Elektronen driften

Das Feld schiebt die Elektronen in eine langsame Netto-Bewegung dagegen.

04

Magnetfeld

Der entstehende Strom legt ein Magnetfeld um den Draht.

05

Energieubertragung

Energie fliesst im Feld um den Leiter, schnell.

06

Strahlung

Nur sich schnell andernde Felder werfen elektromagnetische Wellen ab.

DC gegen AC

Zwei Arten, wie Strom fliessen kann

Dieselben Elektronen und Felder, auf zwei verschiedene Arten angetrieben, beobachte die Drift gegen die Schwingung.

Gleichstrom

DC · stetige Drift
Netto-Drift in eine RichtungStetige FelderBatterien · USB · Solar

Wechselstrom

AC · schwingend
Netto-Drift ≈ nullFelder kehren sich umNetz · Funk · drahtlos
Haufige Fragen

Die Physik des Stroms, beantwortet

Ihre Netto-Drift ist bemerkenswert langsam, typischerweise ein Bruchteil eines Millimeters pro Sekunde in der Hausverkabelung. Sie haben auch eine schnelle, zufallige thermische Bewegung, doch die mittelt sich heraus; nur die sanfte Drift tragt Strom.
Weil das elektrische Feld und die von ihm gefuhrte Energie sich mit einem grossen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit durch den Stromkreis ausbreiten. Das Feld erreicht jedes Elektron fast gleichzeitig, also beginnen sie alle gemeinsam zu driften, du wartest nie, bis ein Elektron vom Schalter aus reist.
Der konventionelle Strom ist als Fluss positiver Ladung definiert, also zeigt er in eine Richtung. In einem Metall sind die tatsachlichen Trager die Elektronen, die in die entgegengesetzte Richtung driften. Die Simulation kennzeichnet beide, damit der Unterschied sichtbar ist.
Ein stetiger DC-Strom strahlt fast nichts ab. Nennenswerte elektromagnetische Strahlung entsteht, wenn sich der Strom schnell andert, beim Schalten, an scharfen Flanken oder bei hochfrequentem AC, genau so bringt man Antennen zum Arbeiten.
Die Energie wandert im elektromagnetischen Feld um und in dem Leiter, nicht in den Elektronen selbst. Der Draht und sein Feld fuhren diese Energie von der Quelle zur Last.
Nein. Teilchengrosse, Driftgeschwindigkeit, Feldstarke und Helligkeit sind alle zur Klarheit ubertrieben. Echte Atome sind grosstenteils leerer Raum und die echte Drift ist weit langsamer als alles, was du beobachten kannst.

Sieh die unsichtbaren Schichten der Elektrizitat

Steuere den Strom, andere die Spannung, schalte auf AC oder flieg durch den Draht, die Physik reagiert in Echtzeit.