4. Elektrizitätslehre

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4.1. Grundbegriffe

4.1.1. Stromstärke

 

Stromstärke = Ladung pro Zeit   [Ampere]

       

4.1.2. Spannung

 

Spannung = Energie pro Ladung   [Volt]

       

4.1.3. Leistung

 

Leistung = Energie pro Zeit = Spannung mal Stromstärke    [Watt]

       

4.1.4. Widerstand

 

Widerstand = Spannung pro Stromstärke    [Ohm]

       

4.1.5. Ladung

 

Ladung = Energie pro Spannung = Stromstärke mal Zeit    [Coulomb]

 

 

4.2. Parallelschaltung

 

Die Spannung ist an allen Teilwiderständen gleich

 

Die Stromstärken an den Teilwiderständen addieren sich zur Gesamtstromstärke

 

Produkte der jeweiligen Stromstärken und Widerstände verhalten sich wie 4.2.2

 

Die Kehrwerte der Widerstände ergeben addiert den Kehrwert des Gesamtwiderstands

   

 

4.3. Serienschaltung

 

Die Spannungen addiert ergeben die Gesamtspannung

 

Spannung pro Widerstand an den jeweiligen Teilwiderständen sind immer gleich

 

Die Stromstärken sind immer gleich

 

Die Widerstände addieren sich zum Gesamtwiderstand

 

   

4.4. Elektrostatik

4.4.1. elektrisches Feld

            Das Elektrische Feld geht immer von + nach - (positiv nach negativ)

 

4.5. Kondensatoren

4.5.1. Feldstärke und Probeladung

 

Spannung = Feldstärke mal Plattenabstand

 

Feldstärke = Kraft pro Ladung

 

Elektrische Energie = Spannung mal Ladung

 

  

4.6. Ablenkkondensator

 

h = Ablenkung zum Rand des Kondensators; m = Masse des Teilchens; U = Spannung des Kondensators; d = Plattenabstand; s = Breite der Platten; v = Anfangsgeschwindigkeit

TIPP: Die Ablenkung selber herleiten!

 

 

4.7. Flächenladungsdichte

 

Sigma (Flächenladungsdichte) = Ladung pro Fläche

   

 

4.8. elektrische Feldkonstante

   

Epsilon Null = Sigma pro Feldstärke = 8,854 EE -12  As/Vm

 

 

4.9. Coulombsches Kraftgesetz

 

F = Elektrische Kraft; Q(p) = Punktladung; Q(Feld) = Ladung des Feldes; r = Abstand

 

       

4.9.1. Platte

 

E = Feldstärke einer Platte; A = Plattenfläche

 

       

4.9.2. Kugel

 

E = Feldstärke einer Kugel-Platte

 

       

4.9.3. homogenes Feld

 

 

 

 

   

4.10. Kapazität

 

C = Kapazität  [Farad] ; A = Fläche Kondensatorplatte; d = Abstand der Platten

 

   

4.11. Dielektrikum (halb)

 

siehe oben; Epsilon r = Konstante des Dielektrikum

FÜR HALBE FÜLLUNG GILT: Zwei Kondensatoren bilden und mit 4.12.2 (s.u.) zusammenrechnen

 

   

4.12. Serienschaltung von Kondensatoren

 

In einer PARALLELSCHALTUNG ist die Summe der Teilkapazitäten die Gesamtkapazität

 

In einer SERIENSCHALTUNG ist die Summe der Kehrwerte der Kehrwert der Gesamtkapazität

 

In einer SERIENSCHALTUNG sind die Ladungen an den Kondensatoren gleich

 

Für SERIENSCHALTUNG

 

   

4.13. Aufladen des Kondensators

 

Q(t) = Ladung nach der Zeit t ;  Q = Maximalladung ;  R = Widerstand (worüber aufgeladen wird) ;

C = Kapazität des Kondensators

 

   

4.14. Entladen des Kondensators

 

siehe oben

 

   

4.15. Energieinhalt eines Kondensators

 

Elektrische Energie = halbe Kapazität mal Spannung²