Elektrizitätslehre-Kapitel 2

Question 1

Was ist ein Potenzial?

Answer 1

Das elektrische Potenzial beschreibt die Energie pro Ladung an einem bestimmten Punkt im elektrischen Feld. Einheit: Volt (V).

Question 2

Was ist die Potenzialdifferenz?

Answer 2

Die Differenz des elektrischen Potenzials zwischen zwei Punkten, auch als Spannung bekannt.

Question 3

Was ist ein elektrischer Leiter im atomaren Sinn?

Answer 3

Ein Material, in dem Elektronen frei beweglich sind, z. B. Metalle.

Question 4

Warum sind Metalle gute Leiter?

Answer 4

Sie besitzen frei bewegliche Elektronen, die leicht Strom transportieren können.

Question 5

Warum sind Isolatoren schlechte Leiter?

Answer 5

Ihre Elektronen sind fest an die Atome gebunden und können sich nicht frei bewegen.

Question 6

Was ist Stromdichte?

Answer 6

Der Strom pro Fläche: J = I / A​ .
J: Stromdichte (A/m²).

Question 7

Was ist ein elektrisches Feld?

Answer 7

Ein Raum, in dem auf elektrische Ladungen Kräfte wirken.
Stärke: 𝐸 = 𝐹 / 𝑄 .
Einheit: V/m oder N/C.

Question 8

Wie hängt die Stromrichtung mit den Ladungsträgern zusammen?

Answer 8

Stromrichtung: Bewegung positiver Ladungen.
Elektronen fließen in die entgegengesetzte Richtung.

Question 9

Was ist ein Kondensator?

Answer 9

Ein Bauteil, das elektrische Ladung speichern kann.

Question 10

Was ist die Kapazität eines Kondensators?

Answer 10

Die Fähigkeit eines Kondensators, Ladung zu speichern:
𝐶 = 𝑄 / 𝑈 .
Einheit: Farad (F).

Question 11

Was ist ein variabler Widerstand?

Answer 11

Ein Widerstand, dessen Wert durch Drehen oder Verschieben angepasst werden kann (z. B. Potentiometer).

Question 12

Was ist der Unterschied zwischen einem linearen und einem nichtlinearen Widerstand?

Answer 12

Linear: Widerstand bleibt konstant, z. B. bei einem Metallleiter.
Nichtlinear: Widerstand ändert sich, z. B. bei Halbleitern.

Question 13

Wie lautet die Gesamtwiderstandsformel für eine Reihenschaltung?

Answer 13

𝑅 ges = 𝑅₁ + 𝑅₂ + 𝑅₃ + …

Question 14

Wie lautet die Gesamtwiderstandsformel für eine Parallelschaltung?

Answer 14

1/𝑅 ges = 1/𝑅₁ + 1/𝑅₂ + 1/𝑅₃ + …

Question 15

Was passiert mit dem Gesamtwiderstand in einer Parallelschaltung, wenn man mehr Widerstände hinzufügt?

Answer 15

Der Gesamtwiderstand wird kleiner.

Question 16

Was ist ein Kurzschluss in einer Parallelschaltung?

Answer 16

Wenn ein Zweig einen Widerstand von 0Ω hat, fließt der gesamte Strom durch diesen Zweig.

Question 17

Was ist eine Sicherung?

Answer 17

Ein Bauteil, das den Stromkreis unterbricht, wenn der Strom zu groß wird.

Question 18

Wie berechnet man die Spannung in einer Reihenschaltung?

Answer 18

Die Spannungen der einzelnen Widerstände summieren sich: 𝑈 ges = 𝑈₁ + 𝑈₂ + 𝑈₃ + …

Question 19

Wie berechnet man die Spannung in einer Parallelschaltung?

Answer 19

Die Spannung ist an allen Zweigen gleich: 𝑈 ges = 𝑈₁ = 𝑈₂ = 𝑈₃ = …

Question 20

Was ist ein Spannungsteiler?

Answer 20

Eine Schaltung, die eine Spannung in kleinere Teilspannungen aufteilt, z. B. mit Widerständen: 𝑈₂ = 𝑈 ges ⋅ 𝑅₂ / (𝑅₁ + 𝑅₂).

Question 21

Wie berechnet man die Verlustleistung in einem Widerstand?

Answer 21

𝑃 = 𝐼² ⋅ 𝑅

Question 22

Wie berechnet man die Energie eines elektrischen Geräts?

Answer 22

𝐸 = 𝑃 ⋅ 𝑡.

Question 23

Wie kann die elektrische Leistung ohne Strom berechnet werden?

Answer 23

𝑃 = 𝑈²/𝑅

Question 24

Was ist eine Sicherung mit Nennstrom?

Answer 24

Eine Sicherung bricht den Stromkreis, wenn der Strom den festgelegten Nennwert überschreitet.

Question 25

Was ist der Unterschied zwischen aktiver und Blindleistung?

Answer 25

Aktive Leistung: Nutzbare Energie ( 𝑃 = 𝑈 ⋅ 𝐼 ).
Blindleistung: Nicht direkt nutzbare Energie, z. B. in Kondensatoren.

Question 26

Was passiert, wenn ein Gerät Überlast hat?

Answer 26

Es fließt zu viel Strom, wodurch das Gerät überhitzen oder beschädigt werden kann.

Question 27

Warum sind Stromleitungen aus Kupfer oder Aluminium?

Answer 27

Beide haben eine hohe Leitfähigkeit und einen relativ geringen Widerstand.

Question 28

Wie wird die Energie in Stromnetzen minimiert?

Answer 28

Durch Hochspannung, da die Verluste 𝑃 = 𝐼² ⋅ 𝑅 mit geringerem Strom kleiner werden.

Question 29

Wie berechnet man die Kosten elektrischer Energie?

Answer 29

Kosten = 𝐸 ⋅ PreisprokWh.

Question 30

Warum verwendet man Schutzleiter?

Answer 30

Der Schutzleiter leitet gefährliche Ströme im Fehlerfall ab und schützt vor Stromschlägen.