Formel kinetische Energie
E(kin) = 1/2 m * v^2
Wie ist die Kapazität C definiert?
C = Q / U
Wie lautet die Einheit der Kapazität?
1 F = 1 As / V
Wie lautet die Formel für die Ladung einer geerdeten Kugel am Potenzial U?
Q = -4 * pi * epsilon0 * r * U
Wie lautet die Kapazität einer frei stehenden Kugel mit Radius r?
C = 4 * pi * epsilon0 * r
Wie lautet die Kapazitätsformel eines Plattenkondensators (ohne Dielektrikum)?
C = epsilon0 * A / d
Wie lautet die Kapazitätsformel eines Plattenkondensators mit Dielektrikum?
C = epsilon0 * epsilonR * A / d
Wie lautet die Feldstärke im homogenen Feld eines Plattenkondensators?
E = U / d
Wie hängt Influenzladung mit Verschiebungsdichte zusammen?
Qi = D * A
Welche Beziehung gilt für Influenzladung nach dem Cavendish-Versuch?
Qi = Q
Wie lautet die umgestellte Kapazitätsdefinition nach Q?
Q = C * U
: Wie lautet die umgestellte Kapazitätsdefinition nach U?
U = Q / C
Grundformel der elektrischen Energie bei konstantem Strom?
Wel = U * I * t
Zusammenhang zwischen Ladung, Strom und Zeit?
Q = I * t
Energie eines geladenen Kondensators über Spannung und Ladung?
W = 1/2 * U * Q
Energie eines Kondensators über Kapazität und Spannung?
W = 1/2 * C * U^2
Gesamtkapazität bei Parallelschaltung von Kondensatoren?
Cges = C1 + C2 + ...
Gesamtkapazität bei Reihenschaltung von Kondensatoren?
1 / Cges = 1 / C1 + 1 / C2 + ...
Merkregel für zwei gleiche Kondensatoren in Reihenschaltung?
Cges = C / 2
Frage: Reihenschaltung zweier Kondensatoren allgemein?
C = (C1 * C2) / (C1 + C2)
Frage: Parallelschaltung zweier Kondensatoren allgemein?
C = C1 + C2
Formel Coulomb Gesetz (vorläufig)
Coulomb-Gesetz (vorläufig) ; F = k · (Q1 · Q2) / r²
Formel Coulomb-Gesetz (endgültig)
Coulomb-Gesetz (endgültig) ; F = (1 / (4 · π · ε0)) · (Q1 · Q2) / r²
Formel Proportionalitätsfaktor im Coulomb-Gesetz
Proportionalitätsfaktor im Coulomb-Gesetz ; k = 1 / (4 · π · ε0)
Formel elektrische Feldstärke
Elektrische Feldstärke (Definition) ; E = F / Q
Formel elektrische Feldstärke im radialsymmetrischen Feld
Elektrische Feldstärke im radialsymmetrischen Feld ; E = (1 / (4 · π · ε0)) · (Q / r²)
Formel Zusammenhang Kraft und Feldstärke
Zusammenhang Kraft und Feldstärke ; F = Q · E
Formel Verschiebungsdichte
Verschiebungsdichte (Definition) ; D = Qi / A
Formel Zusammenhang Verschiebungsdichte und Feldstärke
Zusammenhang Verschiebungsdichte und Feldstärke ; D = ε0 · E
Formel Elektrische Feldkonstante ;
ε0 = 8,854 · 10⁻¹² As / (V · m)
Formel Influenzladung im Cavendish-Experiment
; Qi = QF
Formel Oberfläche einer Kugel ;
A = 4 · π · r²
Einheit der elektrischen Feldstärke Formel
[E] = N / As
Formel Einheit der Verschiebungsdichte
Einheit der Verschiebungsdichte ; [D] = As / m²
Formel für elektrische Leitung
U=B⋅l⋅v
Transformatorformel
U1/U2 = N1/N2
Formel Stromübersetzung
I1/I2 = N1/N2
Formel magnetischer Fluss
Φ=B⋅A⋅cos(α)
Formel Faradaysches Induktionsgesetz
U(ind) = dΦ/dt
Formel elektrische Spannung
U = W/Q
Einheit elektrische Spannung
Nm/As
Formel Energiemenge
W = Q * U
Warum werden Stromstärke und Spannung im Alltag oft verwechselt?
Weil umgangssprachliche Begriffe stark von den physikalischen Definitionen abweichen, besonders bei der Spannung.
Was ist elektrischer Strom physikalisch gesehen?
Bewegte elektrische Ladung (meist Elektronen).
Was wird beim Tauchsiederversuch gemessen?
Spannung U, Stromstärke I und die Zeit t, die benötigt wird, um Wasser um eine feste Temperatur zu erwärmen.
Warum ist die zugeführte Energie im Tauchsiederversuch immer gleich?
Weil stets die gleiche Wassermenge um die gleiche Temperaturdifferenz erwärmt wird.
Wie verändert sich die Stromstärke bei steigender Spannung?
Je höher die Spannung, desto größer ist die Stromstärke.
Welcher Zusammenhang ergibt sich aus dem Quotienten U / I?
Er ist konstant (≈ 48,4 V/A) und entspricht dem elektrischen Widerstand.
Hängt die Erwärmungszeit nur von der Stromstärke ab?
Nein, sonst müsste das Zeitverhältnis dem Stromstärkenverhältnis entsprechen, was nicht der Fall ist.
Hängt die Erwärmungszeit nur von der transportierten Ladungsmenge Q ab?
Nein, denn trotz sehr unterschiedlicher Ladungsmengen ist die zugeführte Energie gleich.
Welche wichtige Erkenntnis folgt aus dem Tauchsiederversuch?
Nicht die Ladungsmenge allein, sondern die Energie pro Ladung (Spannung) ist entscheidend.
Woher stammt die Energie im elektrischen Stromkreis?
Aus der Stromquelle (z. B. Kraftwerk), wo Energie auf die Elektronen übertragen wird.
Welche Rolle spielen Elektronen im Stromkreis?
Sie sind die Träger der elektrischen Energie.
: Was geschieht mit der Energie der Elektronen im Stromkreis?
: Sie geben sie an Verbraucher wie Lampen, Motoren oder Heizgeräte ab.
Warum sollen Energieverluste in Leitungen klein sein?
Weil sie sonst unnötige und gefährliche Erwärmung verursachen.
Warum ist bei höherer Spannung weniger Ladung nötig?
Weil jedes Elektron mehr Energie transportiert.
Wie lautet die Definition der elektrischen Spannung?
Die elektrische Spannung gibt an, welche Energiemenge W pro Ladungseinheit Q umgesetzt wird.
Wie lautet die Formel für die elektrische Spannung?
U=Q/W
Formel für Ladung
Genauere Formel für Kapazität
C = Epsilon0 * Epsilonr * (A/d)
Formel Schwingung
f = 1/T
Formel Kapazität
C = Q/U
Formel elektrische Feldenergie
W = 1/2 * U ^2* C
Formel Zentrifugalkraft
F(z) = (m(v)^2)/r
Formel Verlustleistung der Leitung
P = R * I^2 (Kombination aus Formel für elektrische Leistung und dem Ohmischen Widerstand)
Formel Energiekette
E(1) = E(2) + E(3)
Realitätscheck Energieumwandlung
Energieform Potentielle Energie Kinetische Energie Spannenergie
Formel
In der Realität finden allerdings keine Energieumwandlungen statt, ohne dass ein Teil der Energie in sogenannter Reibungsenergie (= thermische Energie) verloren geht. Für Berechnungen in der Schule ist die Reibungsenergie aber so gut wie immer zu vernachlässigen.
Formel potentielle Energie
E(pot) = m * g * h
Formel mechanische Arbeit
W = F * s
Formel Leistung
P = W/t
Formel Wirkungsgrad
η = (E(nutz)/E(zugeführt)) * 100
Formel Gesetz der Energieerhaltung
E(ges) = E(kin)+E(pot)+E(therm)+⋯=konstant
Formel Elektrische Energie
E = U * I * t
Formel elektrische Leistung
P = U * I
E(kin) = 1/2 mv^2
Formel Ohmisches Gesetz
U = R * I
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