Ist es möglich, einen elektrischen Widerstand von 0 zu haben?
Eine Ladung bewegt sich in einem Leiter auf zwei verschiedenen Wegen. Durch Impuls und durch Elektronenfluss. Das was in einem Leiter den Widerstand erzeugt, ist der Elektronenfluss. Tatsächlich (kaum vorstellbar) fließen Elektronen in einem Leiter mit rund 50 cm pro Sekunde. Je höher der Strom ist, desto mehr drängeln sich die Elektronen und der Leiter erwärmt sich. Deshalb braucht man für große Ströme auch dicke Leiter, damit die Leitung nicht durchbrennt (zu viele drängelnde Elektronen erzeugen zu viel Hitze).
Die Vorstellung ist schon witzig, dass ein Elektron, dass durch das Drücken eines Schalters auf die Reise geschickt wird, erst nach einigen Sekunden an der Lampe ankommt.
Tatsächlich ist dieser Elektronenfluss jedoch unerwünscht (bezüglich des Leiters an sich), denn er erzeugt nur “Abwärme” und verursacht Probleme.
Die eigentliche Energieübertragung erfolgt nicht durch den Elektronenfluss, sondern durch Impuls (das ist vereinfacht so wie mit den Klick-Klack-Kugeln). Die Elektronen fließen nicht, sondern bleiben in ihrem atomaren Orbit und geben die Energie per Impuls zum nächsten Elektron weiter. Das geschieht in einem Leiter mit etwa 2/3 Lichtgeschwindigkeit.
Tatsächlich kann man Leiter “bauen”, in denen es gar keinen Elektronenfluss gibt, sondern die Energie ausschließlich per Impuls übertragen wird. Man hat bei einem solchen Leiter also keinen “Reibungsverlust” mehr, da die Elektronen nicht fließen.
Diese Leiter heißen Supraleiter und sind seit Jahrzehnten ein Feld intensiver Forschung.
Um extrem leistungsstarke Magnete (Kernspin-Tomographen, Fusionsreaktoren) bauen zu können braucht macht man immens starke Ströme (Strom nicht im Sinne von Bewegung), die kann man nur in einem Supraleiter “bewegen”, denn die “Ströme” sind so hoch, dass jedes andere Kabel sofort durchbrennen würde.
So toll Supraleiter auch sind, sind sie technisch jedoch immens kompliziert herzustellen und zu betreiben, denn diese “Kabel” müssen extrem gekühlt werden.
Man versucht seit Jahrzehnten, Supraleiter zu entwickeln, die auch bei Raumtemperatur supraleitend sind, das ist bis hgeute jedoch noch nicht gelungen, quasi alle Supraleiter sind bei Raumtemperatur entweder nur “mierse” “normale” Leiter oder sogar Isolatoren.
Ich kann mich dran erinnern, dasss man schon Anfang der Achtziger sagte, dass man in spätestens 10 Jahren Raumtemperatur-Supraleiter hat, und dieser 10-Jahres-Horizont verschiebt sich seit dem jeweils um weitere 10 Jahre.
Supraleiter haben keinen Widerstand.