www.vorhilfe.de
Vorhilfe

Kostenlose Kommunikationsplattform für gegenseitige Hilfestellungen.
Hallo Gast!einloggen | registrieren ]
Startseite · Forum · Wissen · Kurse · Mitglieder · Team · Impressum
Navigation
 Startseite...
 Neuerdings beta neu
 Forum...
 vorwissen
   Einstieg
   
   Index aller Artikel
   
   Hilfe / Dokumentation
   Richtlinien
   Textgestaltung
 vorkurse...
 Werkzeuge...
 Nachhilfevermittlung beta...
 Online-Spiele beta
 Suchen
 Verein...
 Impressum
Das Projekt
Server und Internetanbindung werden durch Spenden finanziert.
Organisiert wird das Projekt von unserem Koordinatorenteam.
Hunderte Mitglieder helfen ehrenamtlich in unseren moderierten Foren.
Anbieter der Seite ist der gemeinnützige Verein "Vorhilfe.de e.V.".
Partnerseiten
Weitere Fächer:

Open Source FunktionenplotterFunkyPlot: Kostenloser und quelloffener Funktionenplotter für Linux und andere Betriebssysteme
Grundlagen_Elektrotechnik
Mach mit! und verbessere/erweitere diesen Artikel!
Artikel • Seite bearbeiten • Versionen/Autoren

Grundlagen Elektrotechnik

Allgemein Beschreibung von Grundgrößen in der Elektrotechnik


Elementarladung

Atome verfügen über unterschiedliche Elementarteilchen (Proton, Elektron, ggf. Neutronen). Proton und Elektron werden als Elementarladung bezeichnet und vorzeichenbehaftet dargestellt.


$ +e_0 $  Proton (positive Ladung)
$ -e_0 $  Elektron (negative Ladung)

$ |e_0|\ \approx\ 1,602\cdot{}10^{-19}\ A\cdot{}s $

Die Ladungsmenge Q eines Objektes kann daher nur ein ganzzahliges Vielfaches n der Elementarladung $ e_0 $ sein

$ Q\ =\ n\cdot{}|e_0| $

Daraus ergibt sich die Einheit von Q

$ \left[Q\right]\ =\ 1\ A\cdot{}s $

Hinweis: SI-Einheit der elektrischen Ladung $ [Q]\ =\ C\ =\ A\cdot{}s $

Elektronen können aus der Atomhülle, in der sie sich i.a.R. befinden, unter Einwirkung von Energie herausgelöst werden und stehen dann als bewegliche Ladungsträger zu Verfügung.


Elektrische Stromstärke

Den Transport der Ladungsmenge Q pro Zeiteinheit nennt man Stromstärke (kurz: Strom) i=i(t)

$ i(t)=\bruch{dQ}{dt} $

oder als Maß für den Ladungstransport

$ \Delta\ Q\ =\ \integral^{t_2}_{t_1}{i(t)\ dt} $

Ist i(t) nicht zeitabhängig, d.h. Q ist über den betrachteten Zeitraum konstant, so wird i(t)=I bezeichnet und $ I=\bruch{Q}{t} $

Als technische (positive) Stromrichtung in einem Leiter gilt die Richtung vom Plus- zum Minuspol der antreibenden Spannungsquelle. Elektronen durchlaufen, aufgrund ihrer negativen Ladung, daher einen Leiter in entgegengesetzter Richtung, das eine Vorzeichenumkehr zur Folge hat. Der Strom ist deshalb stets positiv anzunehmen.


Beispiel:

Soll in einem Leiter über einen Zeitraum von  $ \Delta t=1s $  die Stromstärke  $ \ i(t)=1A $ aufrecht erhalten werden, so werden $ n \approx 6,242\cdot{}10^{18} $ Ladungsträger in Bewegung gehalten.

$ i(t)=\bruch{dQ}{dt}\quad mit\quad Q=const.\quad \Rightarrow\quad I=\bruch{Q}{t} $

$ I=\bruch{Q}{t}=\bruch{n\cdot{}|e_0|}{t}\qquad \Rightarrow\qquad n=\bruch{I\cdot{}t}{|e_0|}\ \approx\ 6,242\cdot{}10^{18}\ A\cdot{}s $

Hinweis: Somit ist die Ladungsmenge von $ 1C\approx6,242\cdot{}10^{18}As $


Elektrische Spannung

Durch die Zufuhr äußerer Energie $ W_{zu} $ lassen sich in einem Medium (Spannungsquelle) positive und negative elektrische Ladungen voneinander trennen. Als Bezeichnung für die aufgewandte Energie im Verhältnis zur Ladungsmenge wird der Begriff Spannung U verwendet.

$ U=\bruch{W_{zu}}{Q} $    mit der Einheit    $ [U]=\bruch{Nm}{As}=\bruch{J}{C} $

Beim Ladungstransport durch einen Leiter außerhalb der Spannungsquelle wird diese aufgewendete Energie wieder abgegeben (Wärme etc.).



Elektrisches Feld

Eine besonderes Phänomen während des Vorganges der Ladungstrennung ist der Aufbau eines elektrischen Feldes E (Energieraum), welches von der positiven zur negativen Ladung gerichtet ist. Eine in dieses Feld eingebrachte Ladung erfährt die elektrische Kraft F und wird entgegen ihrer eigene Polarität beschleunigt.

Eine Ladung übernimmt quasi eine Doppelfunktion:

aktiv: Sie wirkt im Rahmen der Ladungstrennung felderzeugend
passiv: Sie unterliegt dem Krafteinfluss eines fremden elektrischen Feldes

Definitionsgleichung


$ E=\bruch{F}{Q} $    mit der Einheit    $ [E]=\bruch{N}{As}=\bruch{V}{m} $

aus:




weiter in Arbeit ;-)



Einheiten

A -- Ampere
C -- Coulomb
J -- Joule
N -- Newton
s -- Sekunde
V -- Volt


Formelzeichen

E -- Feldstärke
F -- Kraft
I -- Stromstärke
n -- Anzahl (beliebige natürliche Zahl)
Q -- Ladung
U -- Spannung
W -- Energie





zur MatheBank

Erstellt: Do 17.09.2009 von Herby
Letzte Änderung: Di 29.09.2009 um 20:08 von Herby
Artikel • Seite bearbeiten • Versionen/Autoren • Titel ändern • Artikel löschen • Quelltext

^ Seitenanfang ^
www.mathebank.de
[ Startseite | Forum | Wissen | Kurse | Mitglieder | Team | Impressum ]