Ich versuche zu entscheiden, ob die Informationen auf der Wikipedia-Seite sind
http://en.wikipedia.org/wiki/Coulomb#In_everyday_terms
ist vernünftig. Insbesondere die Aussagen, dass ein Blitz ungefähr 15 Coulomb hat, wobei eine Batterie 5000 hat. Mein erster Instinkt ist, dass dies eindeutig falsch ist (ein Blitz ist ein solches energetisches Ereignis und eine Batterie scheint größtenteils unschuldig), aber dann reflektiert Ein Blitz hält nur außerordentlich kurze Zeit. Letztendlich bin ich mir nicht sicher, wie ich überprüfen soll, ob dies sinnvoll ist.
Antworten:
Eine häufige Ursache für Verwirrung ist der Unterschied zwischen Energie und Kraft. In einer Snickers-Leiste steckt beispielsweise mehr Energie als in einer Handgranate. Man könnte eine Granate, die explodiert, als "energetisch" bezeichnen, aber der Schlüssel liegt in ihrer Kraft (P) oder ihrer Fähigkeit, Energie (E) in kürzester Zeit extrem schnell umzuwandeln (t):
Ebenso gibt es eine Analogie in der elektrischen Welt, in der Ladung (Q), Strom (I), Spannung (V), Leistung und Energie nicht immer Hand in Hand gehen.
Die Gleichungen, die alle diese beziehen, sind wie folgt:
Im Fall eines Blitzes sind V und ich beide extrem hoch, die Leistung ist also extrem, aber t ist ziemlich niedrig, so dass sich der hohe Strom und die kurze Zeit etwas abschwächen, so dass es keine immense Ladungsmenge gibt . Es ist zu beachten, dass nur die Spannung beeinflusst, wie viel Energie dieselbe Ladungsmenge trägt.
Wenn Sie einige Zahlen, 120 kA und 30 µs, eingeben , erhalten Sie 3,6 Coulomb , was Ihrem Wert entspricht . Der Wikipedia-Artikel sagt jedoch, dass es ein gutes Stück Variabilität gibt ("bis zu 350 ° C"), aber sie liegen innerhalb einiger Größenordnungen, und nachdem sie ein paar Gewitter gesehen haben, sind einige Streiks groß und fleischig, andere nicht so sehr.
In einer Batterie ist die Spannung im Vergleich zu einem Lichteinfall erbärmlich, aber das ist für die Berechnung der Ladung irrelevant. Entscheidend ist, dass ein Strom bereitgestellt werden kann, der um mehrere Größenordnungen niedriger ist, und zwar für Dutzende von Größenordnungen länger. Eine Milliampere für eine Stunde (1 mA · h) entspricht 3,6 Coulomb (entspricht unserem 120-kA- Lichtstoß bei 30 µs), und Batterien haben häufig eine Kapazität von Tausenden mA · h (2000 mA · h) typisch für eine AA-Zelle).
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Wahrscheinlich richtig, halte Energie und Ladung auseinander (mental) sie messen verschiedene Dinge.
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Dein Instinkt war richtig. Der Artikel ist irreführend.
Der Artikel ignorierte die Spannung. Wenn Sie die hydraulische Analogie verwenden , entspricht die Spannung der Temperatur / dem Druck des Wassers. Im Wesentlichen hat das Wasser aus der Batterie eine extrem niedrige Temperatur / Druck. Die Temperatur / der Druck des Wassers vom Blitz ist jedoch enorm. Grundsätzlich steckt im Blitz WEGE MEHR ENERGIE (Joule) als in der Batterie. Dies wird in Joule (kg.m / s ^ 2) gemessen.
Vergleichen wir die GESAMTENERGIE des Blitzes und der Batterie.
Blitz:
15 Coulombs
500 Millionen Volt
15C x 500000000V = 7,5 Milliarden Joule (kg.m / s ^ 2)
AA Batterie:
5000 Coulombs
1,5 Volt
5000C x 1,5 V = 7500 Joule (kg.m / s ^ 2)
In einem Blitz steckt eine Million Mal mehr Energie als in einer AA-Batterie.
Warum die Verwirrung? Die Batterie sendet erheblich mehr Elektronen durch die Drähte (5000 Coulomb), aber diese Elektronen enthalten fast keine Energie. Im Vergleich dazu sendet der Blitz eine sehr kleine Anzahl von Elektronen (15 Coulomb), aber diese wenigen Elektronen tragen immer noch erheblich mehr Gesamtenergie.
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