Astronomie
Asteroiden und Kometen Elemente Erde Evolution Exoplaneten Finsternisse Galaxien Gleichungen Kinder Licht Materie Monde Nebel Umwelt Planeten Zwergplaneten Schwarze Löcher Sonden und Teleskope Sonne Sternbilder Sterne Tierkreis Universum Vulkane Wissenschaftler Neue Artikel Glossar
RSS astronoo
Folgen Sie mir auf X
Folgen Sie mir auf Bluesky
Folgen Sie mir auf Pinterest
Deutsch
Französisch
Englisch
Spanisch
Portugiesisch
日本語
 
Letztes Update: 8. Februar 2026

Wie sich ein elektrisches Feld mit 300.000 km/s ausbreitet, obwohl Elektronen fast unbeweglich sind

Ausbreitung des elektrischen Feldes in einem Leiter

Ausbreitung der kollektiven Welle des Feldes vs. die Langsamkeit der Elektronen

Die Driftgeschwindigkeit: Elektronen in Zeitlupe

In einem Leiter wie Kupfer bewegen sich die freien Elektronen des Metalls unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes sehr langsam, da sie ständig durch Brownsche Stöße mit den Ionen des Kristallgitters und den Verunreinigungen des Metalls abgebremst werden. Ihre durchschnittliche Driftgeschwindigkeit beträgt etwa 0,07 mm/s, vergleichbar mit der einer Schnecke. Dennoch breitet sich die elektromagnetische Störung, wenn ein elektrisches Feld an das Ende des Drahtes angelegt wird, fast mit Lichtgeschwindigkeit aus, also etwa 300.000 km/s.

Das elektrische Signal transportiert keine Elektronen

Elektrizität besteht nicht darin, Elektronen von einem Ende des Drahtes zum anderen zu transportieren. Wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, reagieren alle Elektronen im Leiter mit Lichtgeschwindigkeit und übertragen die Störung sofort auf makroskopischer Ebene.

Die Dominostein-Analogie: eine schnelle Welle, langsame Bewegungen

Man kann sich die Elektronen so vorstellen, dass sie lokal und fast sofort auf das angelegte Feld reagieren, ähnlich wie eine Reihe von Dominosteinen, bei der sich die Welle sehr schnell ausbreitet, während sich jeder Dominostein nur über eine sehr kurze Strecke bewegt. Auf diese Weise durchquert die kollektive Welle den Leiter fast mit Lichtgeschwindigkeit von einem Ende zum anderen, während die Elektronen selbst extrem langsam driften, mit einer Geschwindigkeit, die mit der einer Schnecke vergleichbar ist, und nur wenige Millimeter pro Sekunde zurücklegen.

Vergleich der Geschwindigkeiten in einem Leiter

Ausbreitungsgeschwindigkeit elektrischer Phänomene in einem Leiter
PhänomenTypischer WertKommentar
Driftgeschwindigkeit der Elektronen~ 0,07 mm/sExtrem langsam, aufgrund häufiger und ungeordneten Stöße im Kristallgitter
Ausbreitung des elektrischen Feldes~ 3 × 108 m/sFast sofort, wie eine elektromagnetische Welle, die sich schnell durch den Draht ausbreitet, lange bevor sich die Elektronen selbst bewegen
Durchschnittliche thermische Geschwindigkeit der Elektronen~ 105 m/sBrownsche Bewegung, trägt nicht zum Nettostrom bei

Artikel zum gleichen Thema

Wie sich ein elektrisches Feld mit 300.000 km/s ausbreitet, obwohl Elektronen fast unbeweglich sind Wie sich ein elektrisches Feld mit 300.000 km/s ausbreitet, obwohl Elektronen fast unbeweglich sind
Warum durchdringt Materie nicht Materie? Warum durchdringt Materie nicht Materie?
Magnete: Vom kleinen Kühlschrankmagneten zum schwebenden Zug Magnete: Vom kleinen Kühlschrankmagneten zum schwebenden Zug
Vom Spin des Elektrons zum Magnetismus: Entstehung von Mini-Magneten Vom Spin des Elektrons zum Magnetismus: Entstehung von Mini-Magneten
Freie Elektronen: Von Anstoßenden Kugeln zu Tanzenden Wellen Freie Elektronen: Von Anstoßenden Kugeln zu Tanzenden Wellen
Die Anomalien des Wassers: Alltägliches Molekül und im Universum weit verbreitet Die Anomalien des Wassers: Alltägliches Molekül und im Universum weit verbreitet
Was ist Staub? Zwischen dem, der sich auf unseren Regalen absetzt, und dem, der Planeten bildet Was ist Staub? Zwischen dem, der sich auf unseren Regalen absetzt, und dem, der Planeten bildet
Wärme und Temperatur: Zwei thermische Konzepte, die oft verwechselt werden Wärme und Temperatur: Zwei thermische Konzepte, die oft verwechselt werden
Elektroschwache Kraft: Vereinigung von Elektromagnetismus und schwacher Wechselwirkung Elektroschwache Kraft: Vereinigung von Elektromagnetismus und schwacher Wechselwirkung
Spezielle Relativitätstheorie: Beginn einer neuen Physik Spezielle Relativitätstheorie: Beginn einer neuen Physik
Higgs-Boson: Vereinigung der fundamentalen Kräfte Higgs-Boson: Vereinigung der fundamentalen Kräfte
Quantenverschränkung: Wenn zwei Teilchen zu einem werden Quantenverschränkung: Wenn zwei Teilchen zu einem werden
Das Pentaquark: Ein neues Puzzlestück des Kosmos Das Pentaquark: Ein neues Puzzlestück des Kosmos
Warum Edelgase selten sind Warum Edelgase selten sind
Brownsche Bewegung: Eine Verbindung zwischen zwei Welten Brownsche Bewegung: Eine Verbindung zwischen zwei Welten
Die vier Artikel von Albert Einstein aus dem Jahr 1905 Die vier Artikel von Albert Einstein aus dem Jahr 1905
Warum Kernfusion so viel Energie erfordert Warum Kernfusion so viel Energie erfordert
Feynman-Diagramme und Teilchenphysik Feynman-Diagramme und Teilchenphysik
Die Barriere der nuklearen Instabilität Sterne können keine Elemente schwerer als Eisen erzeugen wegen der Barriere der nuklearen Instabilität
Was ist Beta-Strahlung? Was ist Beta-Strahlung?
Planck-Mauer-Theorie Planck-Mauer-Theorie
Ist das absolute Vakuum eine Utopie? Ist das absolute Vakuum eine Utopie?
Riesige Teilchenbeschleuniger: Warum der LHC einzigartig ist Riesige Teilchenbeschleuniger: Warum der LHC einzigartig ist
Die Welt der Hadronen: Vom LHC zu Neutronensternen Die Welt der Hadronen: Vom LHC zu Neutronensternen
Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung: Unterschiede verstehen Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung: Unterschiede verstehen
Die Welt der Nanopartikel: Unsichtbare Revolution Die Welt der Nanopartikel: Unsichtbare Revolution
Schrödingers Katze Schrödingers Katze
Die ewige Inflation Die ewige Inflation
Was ist eine Welle? Was ist eine Welle?
Quantenfeldtheorie: Alles ist Feld Quantenfeldtheorie: Alles ist Feld
Quantencomputer: Zwischen wissenschaftlicher Revolution und technologischen Herausforderungen Quantencomputer: Zwischen wissenschaftlicher Revolution und technologischen Herausforderungen
Bose-Einstein-Kondensat Bose-Einstein-Kondensat
Feldkonzept in der Physik Feldkonzept in der Physik
Vom Wahrscheinlichkeitswolke zum Teilchen: Das Elektron in der Quantenmechanik Vom Wahrscheinlichkeitswolke zum Teilchen: Das Elektron in der Quantenmechanik
Was ist Entropie? Eine Reise ins Herz von Unordnung und Information Was ist Entropie? Eine Reise ins Herz von Unordnung und Information
Beta-Strahlung und Neutrino: Eine Geschichte von Masse und Spin Beta-Strahlung und Neutrino: Eine Geschichte von Masse und Spin
Raum-Zeit: Raum und Zeit vereint, das Konzept verstehen Raum-Zeit: Raum und Zeit vereint, das Konzept verstehen
Zeitmessung: Wissenschaftliche und technologische Herausforderung Zeitmessung: Wissenschaftliche und technologische Herausforderung
Physikalische und kosmologische Konstanten: universelle Zahlen, Ursprung von allem Physikalische und kosmologische Konstanten: universelle Zahlen, Ursprung von allem
Spektroskopie: unerschöpfliche Informationsquelle Spektroskopie: unerschöpfliche Informationsquelle
Häufigkeit chemischer Elemente im Universum Häufigkeit chemischer Elemente im Universum
Größe der Atome Größe der Atome
Magnetismus und Magnetisierung: Warum sind manche Materialien magnetisch? Magnetismus und Magnetisierung: Warum sind manche Materialien magnetisch?
Quarks und Gluonen: Eine Geschichte der Einschließung Quarks und Gluonen: Eine Geschichte der Einschließung
Überlagerungen quantenmechanischer Zustände Überlagerungen quantenmechanischer Zustände
Alpha-Strahlung (α) Alpha-Strahlung (α)
Gleichung der elektromagnetischen Induktion Gleichung der elektromagnetischen Induktion
Fusion und Fission: Zwei Kernreaktionen, zwei Energiepfade Fusion und Fission: Zwei Kernreaktionen, zwei Energiepfade
Vom antiken Atom zum modernen Atom: Eine Erkundung der Atommodelle Vom antiken Atom zum modernen Atom: Eine Erkundung der Atommodelle
Ursprung der Masse: Zwischen Trägheit und Gravitation Ursprung der Masse: Zwischen Trägheit und Gravitation
Vom Kern zum Strom: Anatomie eines Kernkraftwerks Vom Kern zum Strom: Anatomie eines Kernkraftwerks
Wie viele Photonen, um einen Kaffee zu erwärmen? Wie viele Photonen, um einen Kaffee zu erwärmen?
Atome sehen: Eine Erkundung der atomaren Struktur Atome sehen: Eine Erkundung der atomaren Struktur
Quantentunnel-Effekt Quantentunnel-Effekt
Entropie: Was ist Zeit? Entropie: Was ist Zeit?
Die 12 Teilchen der Materie: Das Universum auf subatomarer Ebene verstehen Die 12 Teilchen der Materie: Das Universum auf subatomarer Ebene verstehen
Atomorbital: Bild des Atoms Atomorbital: Bild des Atoms
Tal der Stabilität der Atomkerne Tal der Stabilität der Atomkerne
Antimaterie: Rätsel der Antiteilchen und ihrer Energie Antimaterie: Rätsel der Antiteilchen und ihrer Energie
Was ist elektrische Ladung? Was ist elektrische Ladung?
Unsere Materie ist nicht quantenmechanisch Unsere Materie ist nicht quantenmechanisch
Warum Wasserstoff in Brennstoffzellen verwenden? Warum Wasserstoff in Brennstoffzellen verwenden?
Newton und Einstein: Zwei Perspektiven für dasselbe Rätsel Newton und Einstein: Zwei Perspektiven für dasselbe Rätsel
Woher kommt die Masse des Protons? Woher kommt die Masse des Protons?
Einsteins Universum: Physikalische Grundlagen der Relativistischen Gravitationstheorie Einsteins Universum: Physikalische Grundlagen der Relativistischen Gravitationstheorie
1905, die stille Revolution: Wie Einstein die Naturgesetze neu schrieb 1905, die stille Revolution: Wie Einstein die Naturgesetze neu schrieb
Was bedeutet wirklich die Gleichung E=mc²? Was bedeutet wirklich die Gleichung E=mc²?
Zwischen Wellen und Teilchen: Das Rätsel der Dualität Zwischen Wellen und Teilchen: Das Rätsel der Dualität
Superkritischer Zustand von Wasser: Zwischen Flüssigkeit und Gas, eine vierte Phase? Superkritischer Zustand von Wasser: Zwischen Flüssigkeit und Gas, eine vierte Phase?
Quantenmechanik und Spiritualität: Eine andere Sicht auf die Welt Quantenmechanik und Spiritualität: Eine andere Sicht auf die Welt