Elektrisches Feld im Leiter bei Gleichstrom

JackCarver · Gast

Meine Frage:
Hallo. Ich habe Mühe, mir den Gleichstrom bzw. das

-Feld im Leiter bei Gleichstrom vorzustellen und wäre froh, wenn mir jemand helfen könnte.

Gemäss dem Ohm'schen Gesetz gilt ja bekannterweise:

Um den Strom zu bekommen, integriert man ja das

-Feld über die gerichtete Querschnittsfläche

des Leiters, also

Wie muss man sich das

-Feld vorstellen, wenn ein nichtidealer Leiter mit konstantem Querschnitt

, der konstanten Leitfähigkeit

und der Länge

an eine Gleichspannungsquelle

angeschlossen wird?

Da die Leitfähigkeit und die Querschnittsfläche im ganzen Leiter konstant sind, folgt für den Gesamtwiderstand des Leiters:

Daher ist der Strom durch den ganzen Leiter konstant:

D.h.:

Meine Ideen:
Kann man sich den

-Feldverlauf der noch nicht an den Leiter angeschlossenen Spannungsquelle ähnlich wie den von 2 Punktladungen im statischen Fall vorstellen?
In der Spannungsquelle herrscht ja eine elektromotorische Kraft (EMK), die Ladungen auf die 2 Pole schiebt. D.h. man hat dann ja quasi wie 2 Punktladungen (je eine auf jedem Pol), deren Feldlinien vom Pluspol der Ladungsquelle aussenrum hin zum Minuspol zeigen?

Wenn man im statischen Fall einen Leiter in ein solches Feld schiebt, verschieben sich die Ladungen im Leiter ja so, dass sie im Leiter ein Feld erzeugen, das in die entgegengesetzte Richtung des externen Feldes zeigt und so den Leiter feldfrei macht (Influenz).

Wie ist das nun beim Gleichstrom? Der Leiter wird an die Stromquelle angeschlossen und die positiven Ladungen im Leiter werden durch die Coulomb-Kraft des positiv geladenen Pols beschleunigt? Sie bewegen sich dadurch im Leiter weg von diesem Pol.

Das

-Feld 2er Punktladungen ist ja in der Nähe einer Punktladung sehr stark und nimmt dann relativ rasch ab, sodass die Ladungen in der Nähe der Quelle stark beschleunigt und dann aufgrund der endlichen Leitfähigkeit des Leiters gebremst werden würden, sobald sie ein wenig weg von der Quelle sind.
Da der Strom aber im Leiter überall konstant ist, müssten die Ladungen ja überall im Leiter gleichermassen beschleunigt werden.

Daraus würde folgen, dass die Projektion des

-Feldes auf den Normaleneinheitsvektor

der Querschnittsfläche des Leiters, also

, überall im Leiter konstant ist?
Die einfachste Lösung wäre dann, dass überall im Leiter ein in Ausbreitungsrichtung konstanes

herrscht.

Ist das so? "Pflantzt" sich im Leiter ein konstantes

-Feld fort, sobald die Spannungsquelle angeschlossen wird?