Übung für Testat

• vom positiven zum negativen Spannungspol

• entgegen des Elektronenflusses

Q = x*e

C Coulomb

As Amperesekunde

I = Q/t

A Ampere

J = I/A

A / m^2

Q = e * n * A * L

n Elektronendichte

e Elementarladung

A Querschnitt

L Länge

v = I / (e * n * A)

m / s

U = I * R

R = U/I Einheit: Ohm

G = 1 / R

S Siemens

W = Q * U

Ws

P = U * I

W

P = i^2 * R

P = U^2 / R

Quellen:

• Spannungspfeil entgegen gesetzt dem Strompfeil

• Spannungspfeil von Plus nach minus

Verbraucher:

• Spannungspfeil in gleicher Richtung wie Strompfeil

• abhängig von Höhe der Spannungen U1 und U2

• Stromrichtung willkürlich festlegen (s.o.)

• U1 = UR + U2; UR berechnen

• I durch Widerstand berechnen

• bei positivem Wert für I ist Pfeilrichtung richtig

• U2 hat gleiche Richtung wie I-> ist Verbraucher

a) Verbraucher-

b) Erzeuger-

Pfeilsystem

• Knotenregel

• in Knoten geht keine Ladung verloren oder kommt dazu

• Summe der Ströme in einem Knoten gleich Null

• Ströme in den Knoten werden positiv gezählt

• Ströme aus dem Knoten werden negativ gezählt

• Umlaufsinn der Masche beliebig festlegen und einhalten

• beim Umlaufen einer Masche gelang man wieder zum Ausgangspunkt

  -> Summe aller Spannungen in einer Masche gleich Null

• Spannungen in Richtung des Umlaufssinn werden positiv gezählt

• Spannungen entgegen des Umlaufsinns werden negativ gezählt

a) Leerlauf: I = 0 -> U_leer = U_q

b) Kurzschluss: Strom wird maximal; gesamte Spannung fällt am Innenwiderstand ab

Ikurz= Uq / Ri

Ri = Uq/ Ikurz = Uleer/ Ikurz

Ri und Rlast auf.

a) Leerlauf: gesamter Iq fließt durch Ri, U leer kann gemessen werden;

Iq = Uleer / Ri

b) Kurzschluss: Strom wird maximal, gesamter Strom fließt durch Klemmenverbindung (idealer Leiter), Strom kann nicht größer als Iq sein -> Ikurz = Iq

Ri = Uleer/ Ikurz = Uleer/ Iq

für beide Quellen gilt:

Ri = Uq/ Ikurz = Uleer/ Iq

der gleiche Strom fließt durch alle in Reihe geschalteten Verbraucher

Gesamtwiderstand = Summe der Einzelwiderstände

Rges = R1+R2+R3

• nur zwei Widerstände in Reihe geschaltet

• an den Widerständen liegende Spannung wird aufgeteilt

• Strom an jedem Widerstand gleich ->

• Teilspannungen verhalten sich zueinander wie die Teilwiderstände

Spannungsteilerregeln:

an parallel geschalteten Widerständen liegt immer die gleiche Spannung an.

Der Strom teilt sich an den Knoten auf.

beide Widerstände gleich groß:

der Widerstand halbiert sich

• zwei parallele Widerstände

• Gesamtstrom wird aufgeteilt

• Spannung an jedem Widerstand gleich ->

• Teilströme verhalten sich zueinander wie die Teilleitwerte

Stromteilerregeln:

• 2 gleiche Metallplatten (Elektroden)

• bei angelegter Spannung wandern die Elektronen der oberen Platte über die Spannungsquelle zur unteren Platte

  -> oben positiv, unten negativ geladen

• wird die Spannung entfernt, bleiben die Ladungen auf den Platten, um die Elektroden entsteht ein elektrisches Feld

• Energiespeicher; Speicherung der Energie als alektrisches Feld( getrennte Ladungen auf den Elektroden)

• Ladung eines Plattenkondensators ist Proportional zur angelegten Spannung

• Proportionalitätskonstante C Kapazität in Farad

• Q = C * U

• je größer die Kapazität, je mehr Ladung kann die Anordnung bei gleicher Spannung speichern

• an parallel geschalteten Kondensatoren liegt die gleiche Spannung an

• Gesamtkapazität = Summe der Einzelkapazitäten

• C ges = C1+C2+C3

• an den Kondensatoren abfallende Teilspannungen addieren sich zur Gesamtspannung

• C ges = Kehrwerte der Einzelkapazitäten ^-1

Reihe

Parallel

• bei t= 0 sind keine getrennten Ladungen auf den Platten, Q=0

• Spannung an den Elektroden uc = 0, weil Q = C * U

• bei geschlossenen Schalter fließen Elektronen um Ladungen an Platten zu trennen

• Kondensator wirkt erst wie Kurzschluss, weil noch keine Ladung getrennt wurde; gesamte Quellspannung U fällt über den Widerstand ab; maximaler Strom Imax= U/R

• Anstieg der Ladung an den Elektroden-> Anstieg der Spannung uc zwischen den Elektroden

• irgendwann Ladung vollständig getrennt; i = 0 Ladungsträger fließen nicht mehr zwischen den Platten

• uc muss so groß sein wie U, sonst i =! 0

Kondensator wie Verbraucher geschaltet

• Zeitkonstante

• R*C

• Kondensator wie Quelle geschaltet

• bei t =0 ist der Kondensator geladen

• wird über Widerstand entladen

• Ladungsausgleich (Kondensator ist Quelle)

• mit abfließender Ladung sinkt uc, uR und I bis uc = 0

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