Elementare Ursache von Kräften auf Objekte

Z. schrieb:

WL01
Zu "es gibt noch andere..." selbstredend, da ich jedoch Vorlieben für max Materiefreie, bestenfalls Informationsbasierte Theorien habe, ähnlich Verlinde, weise ich egoistischer Weise auf solche hin, besonders dann, wenn deren physikalische Ansätze zu gleichartig angestrebten Resultaten führen (wie diesen falles ersichtlich). Danke für die zusätzlichen Ansichten!

 

Also soweit ich verstanden habe, ist Verlindes Ansatz keine reine "off-Shell" Theorie, sondern lebt von thermodynamischen Grundsätzen, die sich tatsächlich "on-Shell".auswirken. Sie stellt allerdings einen Paradigmenwechsel dar: Sie ersetzt die fundamentale Krümmung der Raumzeit durch ein Medium bzw. eine veränderliche Verteilung von Quanten/Feldern in einem im Grunde flachen Raum. Hingegen wären dann seine "holografische Grenzfläche" ein "off-Shell"-Prozess.

Tja, meine Motivationen sind im Gegensatz jedoch dazu alle "on-Shell" - Prozesse. Ich habe sogar in einer eigenen Theorie den Wellencharakter der EM-Teilchen als teilchenbasierte Struktur versucht zu erklären. (inklusive Spin, einsteinscher [ja in dem Bereich stimme ich ihm voll zu] Handschuh-Erklärung bei der "Brechung am Spalt und Quantenradierer-Problematik" und Umdeutung der scheinbaren Verletzung der Bellschen Ungleichung)

Wolfgang24-1 schrieb:

Welche Vorstellung sofort umgekrempelt werden sollte, ist die Vorstellung dass Energie aus Kraftwerken um Leitungen herum zum Verbraucher fließen würde. Zwischen Verbraucher und Kraftwerk besteht durch die Leitungen eine Kraftkopplung. Die elektrische Leistung entsteht im Gerät des Verbrauchers und wird dort in mechanische Leistung verwandelt. Sie fließt nicht um Leitungen herum.
Der physikalische Poynting Vektor transportiert nur dann tatsächlich Energie wenn E-Feld und B-Feld aus ein und derselben Lösung der Maxwell-Gleichung stammen. Da das E-Feld aus der Spannung resultiert, die das E-Werk liefert und das B-Feld vom Strom stammt, den der Verbraucher bestimmt, sind die beiden Felder im Poynting Vektor um Leitungen herum nicht kausal verbunden.
In einem Transformator ist das anders. Dort sind E- und B-Feld kausal verbunden und transportieren daher gemeinsam Energie.

Sorry, ich habe mir geschworen nicht mehr zu antworten, aber da muss ich leider.
Ja, die Spannung entsteht "IM Leiter", jedoch entsteht dadurch "darum herum" ein magnetisches und vor allem ein elektrisches Feld und in diesem Feld wird die Energie zum Verbraucher transportiert. Also ist die Aussage richtig, dass "Energie aus Kraftwerken um die Leitungen herum zum Verbraucher fließt". Ein ähnlicher Effekt tritt übrigens auch beim Meißner-Ochsenfeld-Effekt bei Supraleitung auf. Ein Elektron würde viel zu langsam fließen und damit keine Energie transportieren können. Man kann sich das Prinzip wie eine Seilbahn mit mehreren Gondeln vorstellen. Wenn der Motor in der Talstation anläuft, dauert es sehr lange bis die unterste Gondel oben in der Bergstation ankommt. Die Energie (also der Druck des Seils) hingegen wird quasi sofort in der Bergstation spürbar. M.A., achtung Spekulation, durch die Spannung fungiert der Leitungsdraht wie ein riesiges zusammenhängendes Kupfer/oder welches Medium auch immer-Atom, mit außen befindlichen Elektronen, das/die die Energie weitergeben.

WL01 schrieb:

Wolfgang24-1 schrieb:

Welche Vorstellung sofort umgekrempelt werden sollte, ist die Vorstellung dass Energie aus Kraftwerken um Leitungen herum zum Verbraucher fließen würde. Zwischen Verbraucher und Kraftwerk besteht durch die Leitungen eine Kraftkopplung. Die elektrische Leistung entsteht im Gerät des Verbrauchers und wird dort in mechanische Leistung verwandelt. Sie fließt nicht um Leitungen herum.
Der physikalische Poynting Vektor transportiert nur dann tatsächlich Energie wenn E-Feld und B-Feld aus ein und derselben Lösung der Maxwell-Gleichung stammen. Da das E-Feld aus der Spannung resultiert, die das E-Werk liefert und das B-Feld vom Strom stammt, den der Verbraucher bestimmt, sind die beiden Felder im Poynting Vektor um Leitungen herum nicht kausal verbunden.
In einem Transformator ist das anders. Dort sind E- und B-Feld kausal verbunden und transportieren daher gemeinsam Energie.

Sorry, ich habe mir geschworen nicht mehr zu antworten, aber da muss ich leider.
Ja, die Spannung entsteht "IM Leiter", jedoch entsteht dadurch "darum herum" ein magnetisches und vor allem ein elektrisches Feld und in diesem Feld wird die Energie zum Verbraucher transportiert. Also ist die Aussage richtig, dass "Energie aus Kraftwerken um die Leitungen herum zum Verbraucher fließt". Ein ähnlicher Effekt tritt übrigens auch beim Meißner-Ochsenfeld-Effekt bei Supraleitung auf. Ein Elektron würde viel zu langsam fließen und damit keine Energie transportieren können. Man kann sich das Prinzip wie eine Seilbahn mit mehreren Gondeln vorstellen. Wenn der Motor in der Talstation anläuft, dauert es sehr lange bis die unterste Gondel oben in der Bergstation ankommt. Die Energie (also der Druck des Seils) hingegen wird quasi sofort in der Bergstation spürbar. M.A., achtung Spekulation, durch die Spannung fungiert der Leitungsdraht wie ein riesiges zusammenhängendes Kupfer/oder welches Medium auch immer-Atom, mit außen befindlichen Elektronen, das die Energie weitergeben.

Dein Seilbahn-Beispiel zeigt doch direkt, dass durch das Seil keine Energie sondern lediglich eine Kraft transportiert wird. Durch die Seilbewegung wird durch die Kraft dann lokal Energie freigesetzt. Das Seil selbst transportiert dabei keine Energie da ein Energietransport immer auf Energiedichte mal Fließgeschwindigkeit hinausläuft. Im Seil ist jedenfalls keine Energiedichte enthalten, die dann an Verbrauchsstellen ausgeliefert wird. So eine Art Transport gibt es nur z.B. bei einer Gasleitung.
Die elektrische Leitung transportiert Strom und exportiert Spannung. Die Leistung wird jedoch nur durch einen Spannungsunterschied und Strom freigesetzt. Spannungsunterschied, also elektrisches Feld, kann die Leitung doch gar nicht transportieren. Auch der Transport von Energiedichte mal Strömungsgeschwindigkeit funktioniert weder im elektrischen Leiter, noch im Raum außen herum. Die elektrische und magnetische Energiedichte ist viel zu klein dafür.

see article: DOI: 10.13140/RG.2.2.24118.46406 Where Does the Electrical Energy Actually Go? A Field-Energy Reinterpretation of Power Transfer from Power Plants to Consumers 

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Hallo Wl01

Das ist so ungefähr korrekt.
Bitte jedoch nicht den Umstand vergessen, dass sich die KI zunächst sehr schwer tat Rainers Ansicht aus diversen Quantenfeldtheoretischen-Blickwinkel einzuordnen. Deshalb war die Trennung zwischen den beiden Formalismen on/off nötig um eine erste stimmige Aussage aus der KI herauszuquetschen. Die Herangehensweise, je den einen oder anderen on-shell/off-shell-Formalismus heranzuziehen um Berechnungen durchzuführen ist durchaus in der QFT üblich. Da unseren Falles zudem ein Antwortsatz, eine sprachliche Interpretation der Resultate der Berechnung erfolgen sollte, sogar nötig, da die KI beide Formalismen gleichzeitig bediente, was zu den berechtigten Einwänden Rainers führte. Lange Rede kurzer Sinn.

Bzgl. des Zwischenresultates, aus Sicht des reinen of-shell Formalismus, sind die Gleichungen somit erstmal haltbar und die KI fähig das Ergebnis auch sprachlich einzuordnen, zu formulieren, ohne dass sich offensichtliche Widersprüchlichkeiten ergeben. Bevor man nun on-shell geht, hätte ich gerne Rainers Antwort abgewartet (wie drüber erklärt), da nicht ausgeschlossen werden sollte, dass dennoch Einsprüche seinerseits erfolgen könnten, wie positiv die KI die Gleichungen auch immer im reinen off-shell (ausserhalb Massenschale, ohne klassische Energie-Impuls-Beziehung) bewertet hat.

Verlinde bedient natürlich beide Formalismen, muss bedienen, da es sich hier um einen fertigen, sagen wir, fast fertigen theoretischen Ansatz handeln soll, der ähnlich Rainer mit nur 4 Grundbausteinen versucht an die Sache heranzugehen. Hingegen sich Verlinde auf gegebene Theos wie Unruh oder Holo-Prinzip etc, stützt und Rainer das mM. noch eleganter zu lösen versucht, in dem er Unschärfe-Relation umzubauen (deuten) gedenkt etc.

Sprich, wir sind ja noch nicht fertig...  ich warte (wie es sich mM. gehört), zunächst Rainers geschätzte Meinung ab, ob das off-shell wie die KI interpretiert Sinn macht. Mir persönlich hat seine kurze und mM. elegante Herangehensweise besonders gefallen, aber wir wollen ja nicht vom Baum fallen, bevor dieser gewachsen ist.


Du* "on-shell":
Das ist natürlich jedem selbst überlassen. Meinen Senf, wo ein solcher on-shell fundierter Versuch mM. landen wird, habe ich ja schon mehrmals abgegeben.  Dazu* kommen wir ja auch noch etwas tiefergehend, aber leider später... wenns recht.

GZ.

Z. schrieb:

Eclipse

Wolfgang will mM. auf folgendes raus bzgl. "um die Leitung..."
Schau mal ab Min. 3.20... da geht es a. um den Leiter und b. am Ende um das Modell.
Passt zum Einstein Zitat.

GZ.

Ja, das ist ein nettes Video und gibt genau die Erklärung aus der Standard-Physik wieder, die sich auf den Poynting Vektor beruft.
Der Poynting Vektor verlangt jedoch dass das E- und das B-Feld aus genau der selben Lösung der Maxwellgleichung stammt und daher in direktem kausalen Zusammenhang steht.
Beim Stromtransport resultiert das elektrische Feld von der Spannung und der Leitergeometrie. Die Spannung wird vom E-Werk geliefert.
Der Strom entsteht jedoch dadurch, dass der Verbraucher irgend ein elektrisches Gerät einschaltet. Das ist kausal etwas ganz anderes, etwas unabhängiges. Es steht zwar im Zusammenhang mit der Spannung, aber der Verbraucher entscheidet trotzdem alleine über den Strom.

Wolfgang

Der Poynting Vektor verlangt jedoch dass das E- und das B-Feld aus genau der selben Lösung der Maxwellgleichung stammt und daher in direktem kausalen Zusammenhang steht.
Beim Stromtransport resultiert das elektrische Feld von der Spannung und der Leitergeometrie. Die Spannung wird vom E-Werk geliefert.
Der Strom entsteht jedoch dadurch, dass der Verbraucher irgend ein elektrisches Gerät einschaltet. Das ist kausal etwas ganz anderes, etwas unabhängiges. Es steht zwar im Zusammenhang mit der Spannung, aber der Verbraucher entscheidet trotzdem alleine über den Strom.

Schau mal hier bitte. Danke.

1. Die mathematischen Ungenauigkeiten

• Die Annahme, dass Felder aus genau derselben mathematischen Lösung stammen müssen.
• Realität: Die Gleichung lautet:
  S = E x H
  Dem Poynting-Vektor S ist die Historie der Felder egal. Er berechnet sich rein lokal. Es zählt nur, dass an diesem Punkt im Raum ein elektrisches Feld E und ein magnetisches Feld H gleichzeitig existieren.

2. Die "Scheintrennung"

• Das Kraftwerk macht die Spannung, der Verbraucher macht den Strom. Beide seien kausal unabhängig.
• Realität: Der Verbraucher ändert durch das Einschalten den Widerstand R. Das verändert das Feld im Leiter nach dem Ohmschen Gesetz:
  J = kappa * E
  Hierbei ist J die Stromdichte, kappa die Leitfähigkeit und E das elektrische Feld. Das E-Feld treibt die Ladungen an. Die bewegten Ladungen erzeugen das Magnetfeld H nach dem Durchflutungsgesetz:
  rot H = J + dD/dt
  Strom und Feldänderung sind somit untrennbar gekoppelt.

3. Ignorieren der Zeitkomponente (Wellenausbreitung)

• Die Vorstellung, dass Strom und Spannung statisch und isoliert voneinander existieren.
• Realität: Beim Einschalten wandert eine elektromagnetische Welle durch den Raum entlang der Drähte. Für diese Welle gilt im Vakuum oder Luftraum das feste Verhältnis über den Wellenwiderstand Z0:
  E / H = Z0
  Mit Z0 = Wurzel aus (mu0 / epsilon0). E-Feld und B-Feld entstehen bei diesem Schaltvorgang also zwingend gemeinsam und gleichzeitig als Welle.

Z.

Z. schrieb:

Eclipse

Wolfgang will mM. auf folgendes raus bzgl. "um die Leitung..."
Schau mal ab Min. 3.20... da geht es a. um den Leiter und b. am Ende um das Modell.

Meine Frage zu "um die Leitung herum" habe ich wieder gelöscht, weil das Ganze doch schnell ziemlich kompliziert wird.

Der Pointing-Vektor für die Richtung vom Energiefluss steht senkrecht auf dem elektrischen und dem magnetischen Feld.

Zwischen den zwei parallelen Hin- und Rückleitungen existiert ein elekr. Feld senkrecht zu den Leitungen (eine positiv, eine negativ) und ein magnetisches Feld ebenfalls senkrecht zu den Leitungen durch die Bewegung der Ladungsträger. Der entsprechende Pointing-Vektor zeigt dann parallel zu den Leitungen zum Verbraucher hin.

Insofern kann man sagen, dass Energie parallel zu den Leitungen fließt.

Aber ein Pointing-Vektor zeigt auch senkrecht zu jeder Leitung in diesen hinein, wenn das el. Feld im Leiter (also entlang des Leiters) die Ladungsträger bewegt und dadurch ein Magnetfeld um den Leiter entsteht. Der Pointing-Vektor in der Nähe der Leitung zeigt dann in Richtung der oben schon diskutierten Lorentzkraft (ExB).

Zusammen genommen ist es ein bisschen verwirrend^^.

Wolfgang24-1 schrieb:

Dein Seilbahn-Beispiel zeigt doch direkt, dass durch das Seil keine Energie sondern lediglich eine Kraft transportiert wird. 

 

Ich spreche hier von kinetischer Energie (Bewegungsenergie) gemäß E=p²/2m. Dies ist nur ein analoges Beispiel, aber auch hier, wenn der Motor in der Talstation anläuft, setzt sich die Information und die Bewegung als elastische Welle im Stahlseil fort.

Z,WL01, Eclipse4, Transport von Energie

Der Transport von Energie geht von A nach B. Dabei ist A aktiv und B passiv. Das Poynting Theorem verlangt, dass E und B aus ein und derselben Lösung der Maxwellgleichung kommen müssen. Dies bedeutet, dass beide Felder, E u. B aktiv in dem Prozess bestimmt sein müssen, der den Transport veranlasst bzw. durchführt.
Beim elektrischen Strom wird jedoch die Spannung, das E-Feld vom Kraftwerk bestimmt und der Strom wird durch den Empfänger bestimmt. Das ist nicht die eindeutige Kausalität die im Poynting Theorem verlangt wird.

Auch dass der Empfänger lediglich den elektrischen Widerstand definiert, und dadurch der Stromfluss festgelegt wird, ändert die kausale Rolle des Empfängers nicht wirklich. Der Sender kann nicht allein und unabhängig den Inhalt der Lieferung bestimmen. Das ist aber eine notwendige Voraussetzung für einen echten Transport.

@Wolfgang

Wir kommen wohl schneller zum Ziel mit der Frage, wie denn deiner Meinung nach die Energie transportiert wird.
Die kinetische Energie der langsamen, stromtragenden Elektronen im Leiter nach dem Gartenschlauch-Modell oder Fahrradketten-Modell kann es wohl nicht sein.

Z. schrieb:

KI von "zunächst" von einer der Lasten befreit.

naja, das ist die Grundlage, und diese funktioniert genau so, und das ändert sich auch nicht durch die Anwesenheit von reellen Teilchen, sie sind nur völlig anders, sie bilden GW, Licht, und Materie, und die virtuellen erzeugen die WW, sie werden ja nicht durch die reellen Teilchen "gestört", sondern nur erzeugt.
Die reellen Teilchen sagen, wo virtuelle Eichbosonen entstehen und die Eichbosonen sagen den reellen Teilchen, wie sie sich bewegen müssen, sozusagen, ala Einstein.

Aber dafür brauche ich keine mysteriöse "entropische" Kraft, sondern dies ist UR pur (nebst virtuellen Teilchen), und darauf aufbauend dann der "entropische" Drang dazu, Energie freizusetzen, das ist der Gradient, der dies ermöglicht, wobei diese Entropie leicht erklärt ist: es ist eine oneway-Reaktion. Jede Störung kann nur zum Absinken im Potential führen. Das Pendel scheint zwar das Gegenteil zu beweisen, aber auch dieses pendelt nur in der Theorie ewig, in RL wird immer freie Energie dissipiert, sei es durch GW, Synchrotronstrahlung oder Wärmestrahlung.

Da muss man nur ein Elektron im angeregten Orbit betrachen, es kann nur fallen und ein Photon abgeben (Fraunhoferlinie), es kann nicht von alleine steigen, ohne angeregt zu werden. Der Grundzustand niedrigster Energie ist wie ein Magnet (Attraktor). Das ist das einzige endgültig stabile Gleichgewicht. Alle angeregten Zustände sind nur metastabil.