Diskussion:Strom (Physik)

message: Danke, Blaues Monsterle, für deinen originellen Erklärungsansatz, der alle möglichen Fälle mit einschließt! Nicht mehr drin ist die Ursache des Stroms: Dass sich etwas ausgleicht, wodurch Richtungen definiert sind. Ich würde den Strom nicht unabhängig von einer bestimmten Grenze definieren. Ein Flüchtlingsstrom wäre nicht bloß die Änderungsrate der Flüchtlingszahlen, bereinigt durch Geburten und Sterbefälle, sondern eine Bewegung über bestimmte Grenzen hinweg (für die man ein angrenzendes Volumen definieren muss). Aber vielleicht gibt es noch eine bessere Formulierung als meinen Änderungsvorschlag. --Summ (Diskussion) 08:43, 30. Mai 2018 (CEST)
replies: text: Der Erklärungsansatz ist nicht "originell", er ist die Definition von Strom als  I(\partial \mathcal V) = - \dot Q(\mathcal V) (für eine Erhaltungsgröße Q). --Blaues-Monsterle (Diskussion) 11:55, 30. Mai 2018 (CEST)
replies: text: Noch eine zusätzliche Bemerkung: Die "Richtung" des Stroms ist stets "nach außen" definiert. Was genau nach außen fließt, kommt auf das jeweilige Fachgebiet an - negativ geladene Elektronen, positiv geladene Löcher? - und ist daher nicht allgemein handhabbar. Das äußert sich auch schon in der ewigen Debatte über eine technische und eine physikalische (elektrische) Stromrichtung. Für einen Strom muss sich auch in diesem Sinn nichts "ausgleichen", denn das Volumenelement selbst kann sich auch bewegen, vgl. Euler- und Lagrange-Beschreibungen der Kontinuumsmechanik. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 12:30, 30. Mai 2018 (CEST)
replies: text: Meinen wir das Phänomen Strom oder die Größe Strom? "Originell" war nicht als Kritik gemeint, sondern durchaus positiv. --Summ (Diskussion) 14:03, 30. Mai 2018 (CEST)
replies: text: Ich habe schon verstanden, dass das positiv gemeint war, wollte aber klarstellen, dass das keine originäre Leistung ist. Was meinst du mit der Unterscheidung zwischen dem "Phänomen" und der "Größe"? Strom ist kein "echter" Skalar, da ich (für Erhaltungsgrößen) mit einer Lorentz-Transformation immer in ein Bezugssystem wechseln kann, in dem der Strom verschwindet. Das "Phänomen" Strom liegt also immer im Auge des Betrachters, außer ich definiere einen absoluten Raum. Des Weiteren ist deine Umformulierung nicht genau, denn erstens benötigt es interessanterweise für die Definition von Strom kein zweites Volumenelement, in das etwas hineinfließen könnte, zweitens ist Strom immer durch die Fläche definiert, wenn ich also mehrer als zwei Volumina habe, die den gesamten Raum ausfüllen, dann kann durch andere Flächen, die nicht Grenzen zwischen A und B sind, auch ein Strom fließen, der die jetzige Definition zunichte macht. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 14:18, 30. Mai 2018 (CEST)
replies: text: Genau. Ob etwas produziert wird, verloren geht oder zu- oder abfließt, schlägt sich in der Änderungsrate nicht nieder. Ein Akademikerstrom zwischen zwei Staaten setzt sich aus den Akademikern zusammen, die über ihre gemeinsame Grenze strömen. Welche Akademiker wo ausgebildet werden oder sterben und welche woanders hin- oder herströmen, müssen davon abgerechnet werden. --Summ (Diskussion) 14:29, 30. Mai 2018 (CEST)
replies: text: Nur dass die Analogie zwischen Staaten und Bezugssystemen da aufhört, dass in der Politik Grenzen nicht so einfach verschoben werden können wie in der Physik. Lösung der "Republikflucht": Wir verschieben die Grenze der DDR mit den Republikflüchtigen mit, die BRD nach Frankreich rein und Frankreich in den Atlantik etc... Vor dem Hintegrund dieser Analogie hat es nach 1945 auch keinen Flüchtlingsstrom aus den ehemaligen Ostgebieten gegeben, denn das Deutsche Reich kann als kompressibles Medium verstanden werden, dessen 2D-Volumen verringert wurde (und dann ist \dot Q (\mathcal A(t)) = 0). --Blaues-Monsterle (Diskussion) 15:09, 30. Mai 2018 (CEST)
replies: text: Wir müssen ja nicht bei der Politik bleiben. Die Grenzen werden in deinem (physikalischen, nicht politischen) Fall verschoben, um eine Größe einfach zu definieren. Bei einem Strom, der ins Meer mündet, kann man die Mündung als Grenze zwischen Innen und Außen betrachten, aber in Wirklichkeit ist das eine sehr beschränkte Fläche. Wenn Ströme gemessen werden, dann hat man es immer mit beschränkten Flächen zu tun, nicht mit einer Generalisierung von Innen und Außen – die man von diesen Messungen ausgehend anstellen mag, aber ungenauer ist als die konkreten Messungen. Oder: Wenn du einen Strom zwischen zwei Wasserbecken hast, die beide Zu- und Abflüsse besitzen, musst du eine Differenz berechnen, wenn er noch unbekannt ist bzw. sich nicht direkt messen lässt. Der "lebensweltliche" Strom ist der besondere, nicht der allgemeine. --Summ (Diskussion) 15:32, 30. Mai 2018 (CEST)
replies: text:  (BK) Nehmen wir eine 2D-Karte an, das ist leichter. Dann ist \mathcal V die Landfläche, \mathcal \partial \mathcal V die Küstenlinie und \mathcal M die Mündung. \Omega sei das Unviersum. Wir haben I(\partial \mathcal V) = I(\mathcal M) nebst I(\partial \mathcal V \backslash \mathcal M) = 0. Im Jahresmittel ist \dot Q(\mathcal V) = - I(\partial V) + F(\mathcal V) = 0, aus der Quelle sprudelt so viel, wie aus der Mündung rausfließt (Q ist damit keine Erhaltungsgröße, sondern hat, wie es der geologische Name bereits sagt, eine Quelle innerhalb von \mathcal V). Für diese Definition von Strom müssen wir nicht wissen, was außerhalb von \mathcal V liegt. Gibt es irgendwo in \Omega \backslash \mathcal V eine Senke, wo all das Wasser wieder verschwindet? Ist \Omega \backslash \mathcal V = \emptyset, sodass das Wasser ins Nichts vergeht? Gibt es außerhalb von \mathcal V noch ein \mathcal W, sodass \mathcal V \cap \mathcal W = \emptyset, \Omega \backslash (\mathcal V \cup \mathcal W) \neq \emptyset, dass der Fluss beispielweise nur in einen größeren Fluss mündet? Alles irrelevant. Hingegen nicht irrelevant ist folgendes: Setzt man nun \mathcal V(t) = \mathcal V_0 - \tfrac{\mathrm d\mathcal V}{\mathrm dt} t , sodass das Land um die Quelle herum kleiner wird (steigender Meeresspiegel aufgrund globaler Erwärmung). Dann ist  \dot Q(\mathcal V) \neq 0 und I(\partial \mathcal V) > F(\mathcal V), weil sich die Menge an Wasser auf dem Land de facto verringert (da Teile des Flusses, die früher auf dem Land lagen, nun im Meer weiter fließen). Der physikalische Strom vergrößert sich, obwohl der Menschenverstand etwas anderes sagt. Andere Sache, ganz klassisch: Da ist ein Elektron mit mir im Raum, es ruht relativ zu mir: Q = e, I = 0. Jemand kommt die Türe mit Geschwindigkeit v rein, für den ruht das Elektron nicht: Q = e, I = ev. Das Elektron macht nichts, das ist einfach nur da. Die Größe "Strom" definiere ich immer gleich, unabhängig vom Referenzvolumen. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 16:05, 30. Mai 2018 (CEST)

text: Es geht mir vor allem darum, dass es nicht ausschließlich ein Artikel über eine physikalische Größe ist, sondern über ein Phänomen. Der Artikel Elektrischer Strom beschreibt ebenfalls ein Phänomen, und dieser Artikel hier sollte gewissermaßen die Obermenge behandeln. Deinen Ansatz, dazu vom Begriff Änderungsrate auszugehen, finde ich nach wie vor gut. --Summ (Diskussion) 09:32, 2. Jun. 2018 (CEST)
replies: text: Das "Problem" ist, dass elektrischer Strom ein so derartig bedeutender und alltäglich bekannter Strom ist, dass als Bezugssystem für jeden Nichtphysiker ein absoluter Raum klar definiert ist, und das ist das Bezugssystem, in dem der Erdboden ruht. Keiner käme auf die Idee zu sagen, weil ich neben einer (Gleichstrom-)Leitung her laufe, fließt in meinem Ruhesystem darin plötzlich kein Strom mehr. Strom mit dem Phänomen "da bewegt sich etwas (um einen Unterschied auszugeleichen)" gleichsetzen, ist zu kurz gedacht, es kann sich auch das Bezugssystem "unter dem etwas hinweg" bewegen. Siehe spätestens Relativitätsprinzip und als Paradebeispiel zum Verhältnis von Strom und Ladungsdichte Spezielle_Relativitätstheorie#Lorentzkraft. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 11:08, 2. Jun. 2018 (CEST)
replies: text: Ich verstehe deinen Einwand schon. Es erinnert mich ein bisschen an die Diskussionen über den Artikel Kopernikanische Wende: ob die Erde sich "wirklich" um die Sonne drehe. Das kann man aus physikalischer Sicht als unentscheidbar und uninteressant darstellen. Es war und ist aber nach wie vor interessant, weil es um das soziale Phänomen einer Einigung auf Beobachterperspektiven geht. Wenn ich mit dem Strom schwimme, habe ich auch das Gefühl, in Ruhe zu sein. Ein Außenstehender kann mir diese scheinbare Ruhe als gemeinsame Bewegung erklären, und das ist ein Erkenntnisfortschritt, weil ich mich dadurch über die Innenperspektive der mit dem Strom Schwimmenden erheben kann. Der Gegensatz von Bewegung und Ruhe, der mit dem Begriff Strom definiert wird, lässt sich nicht mit dem Hinweis auf das Relativitätsprinzip erledigen. --Summ (Diskussion) 12:15, 2. Jun. 2018 (CEST)

text: Oder vielleicht konkreter: Strom ist nach der Definition der Größe eine Menge, die aus einem marked space in einen Gesetze der Form#unmarked space fließt (oder umgekehrt). Die Menge strömt aber nicht ins Nichts, sondern in etwas hinein, was uns in diesem Moment lediglich nicht interessiert. Sie fließt aus etwas hinaus, was uns interessiert, weil wir ein Volumen brauchen, um die Änderungsrate der Menge festzustellen. Es hätte keinen Sinn, von diesem konkreten Interesse aus zu verallgemeinern, dass ein Strom von einem Etwas ins Nichts fließe. Ein Strom fließt von einem Etwas in ein Etwas, von einem Volumen in ein Volumen, die für unser Interesse äquivalent und gleichermaßen unbekannt sein können. Bildlich gesprochen: Der Eimer, den wir unter den Wasserstrahl halten, während wir auf die Uhr sehen, ist nur in unserer Messanordnung von Bedeutung. Wir können ihn nicht zur Voraussetzung des Wasserstrahls machen. --Summ (Diskussion) 13:36, 2. Jun. 2018 (CEST)

text: Wir beobachten eine Grenzfläche, ohne etwas Weiteres zu wissen, und wir sehen, dass etwas diese Grenze passiert. Um mit dem Begriff der Änderungsrate zu operieren, brauchen wir einen Wassereimer, den wir unter diesen "Wasserstrahl" stellen – um die Zeit zu messen, bis er sich gefüllt hat. Das wäre dein Volumen. Wie formulieren wir es so, dass das Außen des Wassereimers und die Grenzfläche auseinandergehalten werden? --Summ (Diskussion) 11:17, 3. Jun. 2018 (CEST)

text: Dem grundsätzlichen Danke für diese Artikel-Initiative schließe ich mich an. --UvM (Diskussion) 22:32, 30. Mai 2018 (CEST)
thread_title:  Danke 

message: Ist der Strom eine skalare Größe? Ich denke nicht. Durch eine Lorentztransformation bekomme ich die elektrische (Dreier-)Stromdichte immer zum Verschwinden. Nur weil ein Symbol keinen Vektorpfeil auf sich drauf sitzen hat, ist es noch lange kein Skalar. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 21:05, 5. Jun. 2018 (CEST)
replies: text: Hmmm...stimmt. Die Stromdichte ist aber auch keine vektorielle Größe, sondern lediglich eine gerichtete flächenbezogene Größe (s. Teilchenstromdichte). Das was da derzeit definiert ist, ist auch eher die -winkelstromdichte.--Alturand…D 21:49, 5. Jun. 2018 (CEST)
replies: text: Die Stromdichte ist ein Galilei-Vektor und der räumliche Anteil in einem Lorentz-Vektor. Was aber auch nicht vergessen werden sollte: In meiner Argumentation bin ich davon ausgegangen, dass sich das Flächenelement mit dem Beobachter und nicht mit dem Beobachteten transformiert. Wenn ich ein Flächenelement in einem Leiter markiere, dann ist der Strom durch genau dieses Flächenelement natürlich immer gleich groß, egal, in welchem Bezugssystem ich sitze (lassen wir so Späße wie Zeitdilatation mal außen vor). Aber dann ist auf der anderen Seite Stromdichte kein Vektor mehr (weil eben nicht mehr \vec j' = \vec j + \rho \vec v, sondern \vec j' = \vec j gilt). Beides, Strom - Skalar, Stromdichte - Vektor, geht nicht, ohne mit \textstyle I' = \int dA' j' in Widerspruch zu geraten, denn dA = dA'. --Blaues-Monsterle (Diskussion) 22:02, 5. Jun. 2018 (CEST)
thread_title:  Skalare Größe