Elektrizitätslehre-Kapitel 2 Flashcards
Was ist ein Potenzial?
Das elektrische Potenzial beschreibt die Energie pro Ladung an einem bestimmten Punkt im elektrischen Feld. Einheit: Volt (V).
Was ist die Potenzialdifferenz?
Die Differenz des elektrischen Potenzials zwischen zwei Punkten, auch als Spannung bekannt.
Was ist ein elektrischer Leiter im atomaren Sinn?
Ein Material, in dem Elektronen frei beweglich sind, z. B. Metalle.
Warum sind Metalle gute Leiter?
Sie besitzen frei bewegliche Elektronen, die leicht Strom transportieren können.
Warum sind Isolatoren schlechte Leiter?
Ihre Elektronen sind fest an die Atome gebunden und können sich nicht frei bewegen.
Was ist Stromdichte?
Der Strom pro Fläche: J = I / A .
J: Stromdichte (A/m²).
Was ist ein elektrisches Feld?
Ein Raum, in dem auf elektrische Ladungen Kräfte wirken.
Stärke: 𝐸 = 𝐹 / 𝑄 .
Einheit: V/m oder N/C.
Wie hängt die Stromrichtung mit den Ladungsträgern zusammen?
Stromrichtung: Bewegung positiver Ladungen.
Elektronen fließen in die entgegengesetzte Richtung.
Was ist ein Kondensator?
Ein Bauteil, das elektrische Ladung speichern kann.
Was ist die Kapazität eines Kondensators?
Die Fähigkeit eines Kondensators, Ladung zu speichern:
𝐶 = 𝑄 / 𝑈 .
Einheit: Farad (F).
Was ist ein variabler Widerstand?
Ein Widerstand, dessen Wert durch Drehen oder Verschieben angepasst werden kann (z. B. Potentiometer).
Was ist der Unterschied zwischen einem linearen und einem nichtlinearen Widerstand?
Linear: Widerstand bleibt konstant, z. B. bei einem Metallleiter.
Nichtlinear: Widerstand ändert sich, z. B. bei Halbleitern.
Wie lautet die Gesamtwiderstandsformel für eine Reihenschaltung?
𝑅 ges = 𝑅₁ + 𝑅₂ + 𝑅₃ + …
Wie lautet die Gesamtwiderstandsformel für eine Parallelschaltung?
1/𝑅 ges = 1/𝑅₁ + 1/𝑅₂ + 1/𝑅₃ + …
Was passiert mit dem Gesamtwiderstand in einer Parallelschaltung, wenn man mehr Widerstände hinzufügt?
Der Gesamtwiderstand wird kleiner.
Was ist ein Kurzschluss in einer Parallelschaltung?
Wenn ein Zweig einen Widerstand von 0Ω hat, fließt der gesamte Strom durch diesen Zweig.
Was ist eine Sicherung?
Ein Bauteil, das den Stromkreis unterbricht, wenn der Strom zu groß wird.
Wie berechnet man die Spannung in einer Reihenschaltung?
Die Spannungen der einzelnen Widerstände summieren sich: 𝑈 ges = 𝑈₁ + 𝑈₂ + 𝑈₃ + …
Wie berechnet man die Spannung in einer Parallelschaltung?
Die Spannung ist an allen Zweigen gleich: 𝑈 ges = 𝑈₁ = 𝑈₂ = 𝑈₃ = …
Was ist ein Spannungsteiler?
Eine Schaltung, die eine Spannung in kleinere Teilspannungen aufteilt, z. B. mit Widerständen: 𝑈₂ = 𝑈 ges ⋅ 𝑅₂ / (𝑅₁ + 𝑅₂).
Wie berechnet man die Verlustleistung in einem Widerstand?
𝑃 = 𝐼² ⋅ 𝑅
Wie berechnet man die Energie eines elektrischen Geräts?
𝐸 = 𝑃 ⋅ 𝑡.
Wie kann die elektrische Leistung ohne Strom berechnet werden?
𝑃 = 𝑈²/𝑅
Was ist eine Sicherung mit Nennstrom?
Eine Sicherung bricht den Stromkreis, wenn der Strom den festgelegten Nennwert überschreitet.
Was ist der Unterschied zwischen aktiver und Blindleistung?
Aktive Leistung: Nutzbare Energie ( 𝑃 = 𝑈 ⋅ 𝐼 ).
Blindleistung: Nicht direkt nutzbare Energie, z. B. in Kondensatoren.
Was passiert, wenn ein Gerät Überlast hat?
Es fließt zu viel Strom, wodurch das Gerät überhitzen oder beschädigt werden kann.
Warum sind Stromleitungen aus Kupfer oder Aluminium?
Beide haben eine hohe Leitfähigkeit und einen relativ geringen Widerstand.
Wie wird die Energie in Stromnetzen minimiert?
Durch Hochspannung, da die Verluste 𝑃 = 𝐼² ⋅ 𝑅 mit geringerem Strom kleiner werden.
Wie berechnet man die Kosten elektrischer Energie?
Kosten = 𝐸 ⋅ PreisprokWh.
Warum verwendet man Schutzleiter?
Der Schutzleiter leitet gefährliche Ströme im Fehlerfall ab und schützt vor Stromschlägen.
