Was ist die technische und die physische Stromrichtung?
Technische:
Die Richtung des elektrischen Stroms ist durch die Bewegungsrichtung der positiven Ladungsträger festgelegt
vom Pluspol zum Minuspol (+ -> -)
Physikalische:
Die physikalische Stromrichtung beschreibt die Bewegung negativer Ladungen (Elektronen).
vom Minuspol zum Pluspol (− → +).
Was versteht man unter Stromstärke?
Menge an Ladungen die in einer gewissen Zeit einen definierten Leiterquerschnitt durchlaufen
Was ist die Ursache für den Stromfluss?
Der Strom fließt von einem Pol der Steckdose zum elektrischen Gerät und wieder zurück zum anderen Pol der Steckdose.
fließen kleine Teilchen (Elektronen) in diese Richtung.
Die Steckdose dient dabei als Stromquelle. Es gibt dabei einen Pluspol und einen Minuspol.
Spannung U = W / Q
W = elektrische Arbeit
Q = Ladung
Wie errchnet sich die elektrische Leistung?
P = U*I
P = W / t
Was ist das Ohm´sche Gesetz?
der elektrische Strom wächst proportional zu eletrischen Spannung
daher muss der elektrische Widerstand eine konstante Größe sein
U = R * I
Was ist die Formel für den Leiterwiderstand?
Was besagen die Kirchhoffschen Regeln?
Knotensatz:
Summe aller zufließdenden Ströme = Summe aller abfließenden Ströme oder
Summe aller Ströme = 0 (unter Richtungsberücksichtigung)
Maschensatz:
Summe aller Spannungen innerhalb einer geschlossenen Masche sind = 0 unter Berücksichtigung der Spannungspfeile
Was ist eine Reihenschaltung und wie ist das Spannungs- und Widerstandsverhältnis?
Widerstände in Reihe vom selben Strom durchflossen
Was ist eine Parallelschaltung und wie ist das Verhältnis zwischen Strom und Widerständen?
Widerstände sind parallel = gleiche Spannung
mit G als elektrischer Leitwert
Was ist die Formel für Kraftwirkung zwischen zwei Punktladungen?
Nach dem Coloumbschen Gesetz:
Durch diese Kraftwirkung entsteht ein elektrisches Feld
Was sind die Eigenschaften von Feldlinien?
Haben Anfang und Ende, gehen von positiv nach negativ, stehen senkrecht auf der Oberfläche
Was ist der Unterschied zwischen einem homogenen und heterogenen Feld?
Homegene Feldstärke überall gleich
Elektrosche Fluss und Flussdichte
Fluss: alle elektrischen Feldlinien die von einer Quellladung ausgehen
Flussdichte: Fluss druch einie senkrechte Fläche
Was ist die Kapazität?
Wie viel Ladung je Spannung gespeichert werden kann
C = Q / U
(Kondensatoren können diese Ladung speichern)
Kondensatorschaltung, wie berechnet sich die Kapazität in einer Reihe und Parallelschaltung?
Wie wird ein Magnetfeld erzeugt?
Magnetfelder werden von bewegten Ladungen erzeugt wie z.B. stromdurchflossener Leiter
Welche magnetischen Stoffe gibt es und welche Auswirkung haben sie auf ein Magnetfeld?
Was ist eine Hystereseschleife?
tritt bei der Magnetisierung ferromagnetischer Stoffe auf
Ferromagneten bestehen aus unterschiedlich ausgerichteten Dipole,
die sich bei einer Magnetisierung enorm schnell ausrichten
die Hysteresekurve besagt, dass wenn man die Feldstärke erhöht, sich auch die Flussdichte erhöht
Reduziert man die Feldstärke aber wieder bleibt eine Restflussdichte übrig (also Restmagnetismus)
So sind auch Dauermagneten entstanden
Was besagt die Lenzsche Regel?
Durch Induktionsstrom erzeugtes Magentfeld wirkt stets entgegen der Ursache
Bewegter Leiter muss somit gegen eine Kraftwirkung bewegt werden
Rechte Hand Regel
Daumen in Bewegungsrichtung des Stroms
Hand zeigt Bewegung der Feldlinien an
Selbstinduktion
Änderung des magnetischen Flusses erzeugt Spannung in der Spule
Was ist ein Wechselstromkreis?
Periodischer Verlauf der Spannung und des Stroms
nach Periodendauer T beginnt der Verlauf von neuem
Was ist die Lorentzkraft?
Kraft, die auf einen Leiter wirkt, wenn Strom hindurch fließt
Nach der Rechten-Hand-Regel wirkt sie abhängig von der Stromrichtung
Was ist Wirk-, Bild- und Scheinwiderstand?
Wirkwiderstand = Ohm´sche Widerstand (Realteil)
Bildwiderstand = Imaginärteil
Scheinwiderstand = pythagoräische Summe aus den beiden (auch Impedanz genannt)
Wie ist die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung bei Induktivität und Kapazität?
Induktivität: Spannung eilt Strom um pi/2 voraus
Kapazität: Strom eilt Spannung um pi/2 voraus
Wie sieht ein Hochpass- und Tiefpassschaltung aus?
Hochpass: Schaltung aus RC oder RL
Tiefpass: Schaltung aus CR oder LR
Was ist ein Transistor?
Dienen zur Verstärkung von elektrschen Signalen
Was ist eine Diode?
Lässt den Stromfluss in eine Richtung fast ungehindert zu, in die andere Richtung nicht
Warum knistern Hochspannungsleitungen und warum entstehten Blitze bei regen?
die Luft um eine Freileitung wirkt wie ein Isolator
sie isoliert eine Feldstärke von bis zu 3.000 V/mm
bei höherer Feldstärke findet ein Ladungsaustausch mit der Luft statt (Überschreitung der Isolation),
welcher durch die Wechselspannung als Knistern zu hören und als Blitze um die Leitungen zu sehen ist
Unterschied und Funktionsweise von Generatoren und Elektromotoren
Erklärung auf Leifiphysik!
Wie funktioniert ein Gleichstrommotor?
setzt sich aus zwei Komponenten zusammen
Außen sitzt Permanentmegnet (Stator)
und innen ein Anker mit Spule
durch Einleiten von Strom in den Anker beginnt seine Rotationsbewegung, da in der Spule ein Magnetfeld entsteht,
das sich mit dem Magnetfeld des Stators überlagert
durch Ändern der Stromrichtung kann eine dauerhafte Drehbewegung erzeugt werden
Für was stehen die Maxwell´schen Gleichungen?
Sie beschreiben den Zusammenhang zwischen Elektrischem Strom und Magnetismus (Elektromagnetismus).
Was sind die Ursachen für Elektrizität und Magnetismus?
Ursache für Elektrozität sind elektrische Ladungen (positiv und negativ)
diese sind quantifiziert (Vielfaches der Elementarladung e=1,602*10^-19 A s) & an Materie gebunden
Ursache für Magnetismus sind bewegte Ladungen
Was sind die Eigenschaften von Ladungen?
gleichnamig geladene Körper stoßen sich ab
ungleichnamig geladene Körper ziehen sich an
Beschreibe das elektrische Feld.
Kraftwirkungen des elektrischen Feld werden durch Feldlinien beschrieben
tangential zu den Feldlinien verläuft die elektrische Kraft
haben Anfang & Ende und verlaufen von positiven zur negativen Ladung
schneiden sich nicht
bei Leitern stehen sie stets senkrecht zur Oberfläche
ich Richtung der Feldlinie herrscht “Zug”, quer zu ihnen “Druck”
Elektrische Feldstärke E
ist Quotient aus elektrischer Kraft und Ladung
im homogenen Feld zwischen Spannung und Abstand (zweier Platten)
Gleichstromkreis: Elektrische Ladung Q
eine Ladung 1 Coulomb (C) entspricht einer Ladung von etwa 6,24 *10^18 Elektronen
Elektrische Spannung
Quotient aus Arbeit W (notwendig zur Ladungsverschiebung) und der elektrischen Arbeit Q
Unverzweiger Stromkreis
Stromstärke überall gleich
Was besagt die Knotenregel?
in einem verzweigen Stromkreis ist die Summe der Zweigströme gleich dem Gesamtstrom Iges
Was besagt die Maschenregel?
Summe aller Spannungen eines Stromkreises (Masche) ist null
Schaltung von Widerständen
Kapazität C
Wechselstromkreis
im Wechselstromkreis sind Spannung und Ströme eine Funktion der Zeit
Was sind der Maximal- und Effektivwert?
Maximalwert wird Amplitude genannt
Effektivwert sind die Werte gleichwertiger Gleichstromleistung
Wechselstromwiderstände
Man unterscheide Wirkwiderstände (ohmsche Widerstände) und Blindwiderstände (keine Umwandlung elektrischer Energie)
Die Vektorsumme beider ist der Scheinwiderstand
Induktiver Widerstand XL einer Spule
Kapazitiver Widerstand XC eines Kondensators C
Was ist ein magnetisches Feld?
magnetische Feld wird von elektrischen Strömen (bewegten elektrischen Ladungen) verursacht
Magn. Feldlinien beschreiben Wirkungslinien der magnetischen Kräfte in Betrag und Richtung
Eigenschaften der Magnete
Magnete besitzen zwei Pole (Nord- und Südpol)
es gibt kein mangnetischesn Monopol)
gleichnamige Pole stoßen sich ab
ungleichnamige Pole ziehen sich an
magnetische Feldlinine sind in sich geschlossen
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