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elektrotechnik_1:grundlagen_und_grundbegriffe [2020/10/30 07:58] tfischer [Bearbeiten - Panel] |
elektrotechnik_1:grundlagen_und_grundbegriffe [2023/09/19 22:19] (aktuell) mexleadmin |
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- | ====== 1. Grundlagen und Grundbegriffe ====== | + | ====== 1 Grundlagen und Grundbegriffe ====== |
===== 1.1 Physikalische Größen ===== | ===== 1.1 Physikalische Größen ===== | ||
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<WRAP right 50%> | <WRAP right 50%> | ||
- | Aufbau für eigene Versuche | + | Aufbau für eigene Versuche |
- | {{url> | + | {{url> |
Nehmen Sie eine Ladung ($+1nC$) und positionieren Sie diese. Messen Sie das Feld über eine Probeladung (einen Sensor) aus. | Nehmen Sie eine Ladung ($+1nC$) und positionieren Sie diese. Messen Sie das Feld über eine Probeladung (einen Sensor) aus. | ||
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* Proportionalitätsfaktor $a$ | * Proportionalitätsfaktor $a$ | ||
* Der Proportionalitätsfaktor $a$ wird so definiert, dass sich in der Elektrodynamik einfachere Beziehungen entstehen. | * Der Proportionalitätsfaktor $a$ wird so definiert, dass sich in der Elektrodynamik einfachere Beziehungen entstehen. | ||
- | * $a$ wird damit zu: \\ $a = {{1} \over {4\pi\cdot\varepsilon_0}}$ | + | * $a$ wird damit zu: \\ $a = {{1} \over {4\pi\cdot\varepsilon}}$ |
- | * $\varepsilon_0$ ist die {{wpde> | + | * $\varepsilon_0$ ist die {{wpde> |
* Die Formel ähnelt derjenigen der Gravitationskraft: | * Die Formel ähnelt derjenigen der Gravitationskraft: | ||
<callout icon=" | <callout icon=" | ||
- | Die Coulombkraft lässt sich berechnen über \\ $\boxed{ F_C = {{{1} \over {4\pi\cdot\varepsilon}} \cdot {{Q_1 \cdot Q_2} \over {r^2}}}}$ \\ | + | Die Coulombkraft |
mit $\varepsilon_0 = 8,85 \cdot 10^{-12} \cdot {{C^2 \over {m^2\cdot N}}} = 8,85 \cdot 10^{-12} \cdot {{As} \over {Vm}}$ | mit $\varepsilon_0 = 8,85 \cdot 10^{-12} \cdot {{C^2 \over {m^2\cdot N}}} = 8,85 \cdot 10^{-12} \cdot {{As} \over {Vm}}$ | ||
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* Es existiert auch ein spezifischer Leitwert $\kappa$, gegeben über den Leitwert $G$ : $G= \kappa \cdot {{A}\over{l}}$ | * Es existiert auch ein spezifischer Leitwert $\kappa$, gegeben über den Leitwert $G$ : $G= \kappa \cdot {{A}\over{l}}$ | ||
- | | + | |
==== Temperaturabhängigkeit von Widerständen ==== | ==== Temperaturabhängigkeit von Widerständen ==== | ||
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* Beispiele dafür sind dotierte Halbleiter oder Metalle | * Beispiele dafür sind dotierte Halbleiter oder Metalle | ||
* Anwendungen sind Temperatursensoren. Hierzu bieten sie häufig einen großen Temperaturbereich und gute Linearität (z.B. PT100 im Bereich von $-100°C$ bis $200°C$). | * Anwendungen sind Temperatursensoren. Hierzu bieten sie häufig einen großen Temperaturbereich und gute Linearität (z.B. PT100 im Bereich von $-100°C$ bis $200°C$). | ||
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===== 1.7 Leistung und Wirkungsgrad ===== | ===== 1.7 Leistung und Wirkungsgrad ===== | ||
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- | === Ermittlung der elektrischen Leistung im Gleichstrom-Stromkreis === | + | ==== Ermittlung der elektrischen Leistung im Gleichstrom-Stromkreis |
Aus dem Kapitel [[#1.5 Spannung, Potential und Energie]] ist bekannt, dass eine Bewegung einer Ladung über eine Potentialdifferenz hinweg einer Änderung der Energie entspricht. Ladungstransport bedeutet also automatisch Energieaufwand. Häufig interessiert aber der Energieaufwand pro Zeiteinheit. | Aus dem Kapitel [[#1.5 Spannung, Potential und Energie]] ist bekannt, dass eine Bewegung einer Ladung über eine Potentialdifferenz hinweg einer Änderung der Energie entspricht. Ladungstransport bedeutet also automatisch Energieaufwand. Häufig interessiert aber der Energieaufwand pro Zeiteinheit. | ||
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$\boxed{P=R\cdot I^2 = {{U_{12}^2}\over{R}}}$ | $\boxed{P=R\cdot I^2 = {{U_{12}^2}\over{R}}}$ | ||
- | === Nenngrößen von ohmschen Verbrauchern === | + | ==== Nenngrößen von ohmschen Verbrauchern |
^ Name der Nenngröße ^ physikalische Größe ^ Beschreibung ^ | ^ Name der Nenngröße ^ physikalische Größe ^ Beschreibung ^ | ||
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| Nennstrom | | Nennstrom | ||
| Nennspannung | | Nennspannung | ||
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+ | ==== Wirkungsgrad ==== | ||
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- | === Wirkungsgrad === | ||
Die nutzbare (= nach außen abgegebene) $P_A$ Leistung ist immer kleiner als die zugeführte (eingehende) Leistung $P_E$. Die Differenz wird als Verlustleistung $P_V$ bezeichnet. Es gilt damit: | Die nutzbare (= nach außen abgegebene) $P_A$ Leistung ist immer kleiner als die zugeführte (eingehende) Leistung $P_E$. Die Differenz wird als Verlustleistung $P_V$ bezeichnet. Es gilt damit: |