Søk i artikler

Hvor fort går strøm?

Jeg har alltid hørt at strøm har samme hastighet som lys. Dette er en sannhet med modifikasjoner.

Elektroner

Strøm er elektroner i bevegelse. For å se litt nærmere på elektroner må vi bevege oss ned på atomnivå. Et atom består av en kjerne, som inneholder protoner og nøytroner, og rundt denne kjernen, snurrer det elektroner.

Tenker man på den fysiske strømmen, eller elektroner i bevegelse er det ikke stor hastighet vi snakker om. Ved likestrøm er det snakk om noen få millimeter i sekundet eller godt under 0,5 km/t. Hastigheten kommer an på spenningen. Desto mer spenning, desto raskere reiser atomene.

Så har vi vekselstrøm. Er beveger ikke atomene seg i en retning, men heller rugger på seg fram og tilbake noen tusendels millimeter. Her er det derfor ikke snakk om noen betydelig bevegelse.

Elektromagnetisk bølge

Selv om elektronene i seg selv beveger seg sakte, betyr ikke det at det tar minutter å slå på TV-en fordi man venter på strøm. Hvorfor det? I bildet over ser vi en Newtons Krybbe. Selv om kulene "elektronene" beveger seg relativt sakte, er tiden fra første kule treffer til siste kule fortsetter (den elektromagnetiske bølgen) utrolig liten. Den usynlige kraften som går gjennom kulene i midten kan på en måte sammenlignes med hva som skjer med strøm. Et elektron på kraftverket dytter på det siste elektronet som gir TV-en strøm.

Så hvor fort går den elektromagnetiske bølgen? Det kommer an på hva den reiser gjennom. Reiser den i vakuum har den lysets hastighet. Reiser den i kobberledninger har den 2/3 lysets hastighet. Hadde man hatt en lysbryter her på jorden og en lampe på månen ville det tatt litt over 2 sekunder fra man skrur på bryteren til lampen starter å lyse. Det vil ta ytterligere nesten 2 sekunder før man ville sett det, da man må vente på at lyset fra månen skal nå deg.

Enda en sannhet med modifikasjoner

For ut av den populistiske forklaringen kan man se for seg at elektronene står stille helt til det blir påtrykt en spenning. Virkeligheten er en litt annen. Elektroner i en metallisk leder står aldri helt stille (bortsett fra ved -273,5 *C), de virrer rundtomkring inni lederen. Poenget er at når man ikke påtrykker en spenning på lederen vil det ikke bli noen netto ladningsforflytning.
Når man da påtrykker en spenning vil man opprette et elektrisk felt langs lederen som da får den virrende elektronsjøen til å få en netto-forflytning. Typisk verdi for hastigheten til netto forflytning ligger på rundt 10^(-4) m/s.
Artig opplysning. Når man skrur på TV'n uten signal ser man egentlig signal i alle mulige frekvenser samtidig. Det man egentlig ser er elektronsjøen som virrer rundt.

Lik oss på Facebook