Elektrisch gewichtheffen?

[heergerard]

Is een stroomdraad ( bijv. een hoogspanningskabel ) waardoorheen elektriciteit vervoert wordt meetbaar zwaarder als dezelfde stroomdraad in ruste?
Is een opgeladen accu gelijk van gewicht als  dezelfde accu in ontladen toestand?
Ik stel deze vragen omdat ik wil weten of energie in elektrische vorm een aantoonbaar gewicht heeft.
Graag een onderbouwde reactie

 

[Michel Uphoff]

E=mc² stelt de vereenvoudigde vorm. Massa is dus e/c².

Energie in Joules, massa in kg en c in m/s.

De capaciteit van een 12V auto accu is bijvoorbeeld 50Ah, 50 ampère gedurende een uur. Dat is 180.000 A gedurende een seconde. Maal 12 volt is 2.160.000 Watt.s, oftewel 2,16 miljoen Joule, oftewel 2.160.000 kgm²/s²

c²= 90.000.000.000.000.000 m²/s²

2.160.000 kgm²/s²  / 90 bilard m²/s² = 0,000000000024 kg (0,024 microgram).

 

In theorie is de volle accu 0,024 µg zwaarder dan de lege.

[heergerard]

Beste Michel,
 
Dank je voor deze uitleg, ik heb 't één en ander op moeten zoeken voor ik kon begrijpen, hoe mooi / juist je uitleg is.
Gehoopt had ik . . . op een uitkomst van nul ( of: net zo zwaar ). Dan had ik Einstein met één vraag buitenspel gezet. 
Ik ben ervan uitgegaan dat je toevoeging: "In theorie"; ingegeven werd door de 'grootte' van het verschil tussen opge- en ontladen.
 
een fijne dag gewenst.

[Michel Uphoff]

Ja, theoretisch. We kunnen zulke minieme massa's wel meten, maar niet aan een massa van zeg eens, 15 kg. De accu zou de precisiebalans slopen.

[heergerard]

Ik heb nog even wat rond geneusd, en kwam deze, ( 'mijn' ) vraag, gesteld door een ander tegen.
Eén reactie daarin raakte me, namelijk: 'Waarom?  elektronen stromen toch van + naar - , dus vol of leeg er is geen gewichts-verschil.
... 't klinkt zo logisch
 
Waar ik nog graag aan toevoeg; Opladen doen we vanuit het stopcontact, met een gelijkrichter en omvormer. Mijn accu zal de elektronen in de, naar mijn woning leidende koperdraad niet teveel uitdunnen, maar iedereen gebruikt stroom! Wordt het niet eens tijd om wat elektronen terug te geven?
50 Hz
ofwel;
Waar komen elektronen vandaan bij het opwekken van het potentiaal verschil in bijvoorbeeld een generator?
En worden die onderdelen wel regelmatig vervangen..? vraag ik bezorgd..
 
 
 

[Michel Uphoff]

Er ontstaat inderdaad geen massaverschil in de accu door de elektronen die via de - pool naar de + pool stromen, ze blijven allemaal in de accu en wisselen alleen van locatie. De (minuscule) extra massa van de accu ontstaat door de in de accu opgeslagen energie.

 

Energie heeft massa. Extreem weinig zoals je kan zien in het eerdere sommetje. Massa kan omgezet worden in energie (extreem veel energie, het jaarverbruik van Nederland is gelijk aan slechts 33 kg materie). Massa en energie kan je beschouwen als verschillende kanten van dezelfde medaille en je kan ze in elkaar omrekenen met de bekende formule.

Zo wordt alles dus zwaarder als het meer energie bevat, en die energie kan verschillende vormen hebben, bijvoorbeeld:

• Een stalen kogel die heet is, is zwaarder dan dezelfde kogel die koud is. Thermische energie (inwendige bewegingsenergie) in dit geval.
• Een ingedrukte spiraalveer is zwaarder dan een ontspannen spiraalveer. Elastische potentiële energie in dit geval.
• Bij chemische reacties komt vaak bindingsenergie vrij, en de componenten hebben dan na de reactie in totaal iets minder massa. Chemische energie dus. De accu is een voorbeeld van elektrochemische energie.
• Bij fusie van veel (lichte) elementen is het gefuseerde element minder zwaar dan de fuserende elementen (fusie van waterstof tot helium bijvoorbeeld), het massaverschil komt vrij als energie. Nucleaire energie in dit geval.

En zo zijn er nog een aantal verschijningsvormen van energie te onderscheiden. 

 

In het geval van het stroomnet hebben we het over wisselspanning. De elektronen gaan dan heen en weer terug, dus ook hier blijven de elektronen in het stroomnet. Er hoeft dus niet aangevuld te worden, er wordt alleen verplaatst.

[Olof Bosma]

Opmerking moderator

Bericht is niet bijdragend en daarom verwijderd