ET Grundlagen Flashcards
Was sind Physikalische Grössen
- Messbare Eigenschaften von Körper
- Physikalische Zustände
Welche SI Einheiten gibt es
7 Stück
Länge l (m), Zeit t(s), Masse m (kg), Stromstärke I A), Temperatur T(K), Stoffmenge n(mol), Lichtstärke Iv(cd)
Was kann mit den SI Einheiten dargestellt werden
Im Prinzip kann jede Einheit mit SI Einheiten dargestellt werden
Aufbau Elektrische Stromkreis
-Erzeuger/Quelle
-Hin- und Rückleiter
-Verbraucher
Strom fliesst vom Erzeuger zum Verbraucher und zurück
Welche Arten von Leiter gibt es
Leiter (Kupfer, Silber, Alu, Gold)
Nichtleiter (Keramik, Porzellan, Kunststoff, Gummi)
Halbleiter (Silizium, Germanium, Selen)
Was sind Halbleiter
Leiter welche erst durch äussere Einflüsse leitend oder nicht leitend werden
Elektrische Ladung
Eine Physikalische Grösse die mit der Materie verbunden ist. (entweder hat ein Material el. Ladung oder keine, positiv/negativ oder keine Ladung)
Aufbau eines Atoms
Ein Atom besteht aus:
Kern, Hülle (mehrere Schalen)
Im Kern sind positiv geladenen Protonen, neutralen Neutronen
Auf den Schalen sind die negativ geladenen Elektronen
Die Elektronen auf der äussersten Schale nennt man Valenzelektronen. Diese sind Verantwortlich für das verhalten des Atoms.
Was ist ein Ion
Ein Atom mit einem Elektronen Überschuss oder Elektronen Mangel. negativ- oder positiv geladenes Ion
Was ist elektrische Spannung
Spannung ist die zur Trennung aufgewendete Arbeit pro Ladung
Was ist eine Spannungsquelle
Hier werden Ladungen getrennt. Es entsteht an einer Klemme ein Elektronenüberschuss negative Pol und an der anderen ein Elektronenmangel positiver Pol
Spannungserzeuger
Spannungserzeugung durch:
- Induktion; Generator, Dynamo, Bewegung eines Leiters in einem Magnetfeld=Ladungstrennung
- Galvanisches Element; Batterie, Akku
- Thermoelement; Temperaturmessung (Messtechnik)
- Photoelement; PV Anlagen, Taschenrechner
- Piezo Element; Funktaster, Grillanzünder, Feuerzeug
Was ist elektrischer Strom
Ausgleichen der getrennten Ladung. Die gerichtete Bewegung von freien Elektronen in einem geschlossenen Stromkreis. Durch einen Leiterquerschnitt bewegte Ladung pro Zeit
Stromrichtung ?
technische Stromrichtung von Plus zu Minus
physikalische Stromrichtung von Minus zu Plus
Wann fliesst 1 A
wenn in einer Sekunde eine Ladung von 1As durch den Leiterquerschnitt bewegt wird.
Lichtgeschwindigkeit
300000km/s
Wirkung des el. Stromes
- Wärmewirkung; Elektro Heizung, Glühbirne, Schmelzsicherung, Boiler
- Magnetische Wirkung; Schütz, Relais, Motoren, LS…
- Lichtwirkung; Strom bringt Gas zum Leuchten, FL, Glimmlampe
- Chemische Wirkung; zerlegt Leitende Flüssigkeiten, Elektrolyse, Galvanisieren
- Physiologische Wirkung auf Mensch und Tier; Vieh-Hütter, Elektrounfall, Medizin
Welche Stromarten gibt es
- Gleichstrom DC; gleiche Richtung + gleiche Stärke, Batterie, Akku
- Wechselstrom AC; wechselt ständig die Richtung + Stärke, Energienetz, Fahrraddynamo, AC-Generator
- Mischstrom UC; hat AC+DC Anteile, AC Gleichrichter, Strom in Netzteilen nach Glättungskondensator, pulsierende Gleichströme
Was ist die Stromdichte J
Beschreibt die Stromstärke pro mm2 (Querschnitt)
Je höher die Stromdichte je grösser die Erwärmung
Warum ist die Zulässige Stromdichte bei kleinem Querschnitt grösser?
Leiter mit kleinem Querschnitt haben im Verhältnis eine grössere Oberfläche zum abkühlen.
Elektrischer Widerstand R
Jeder Leiter setzte dem el. Strom einen Widerstand entgegen der mit einer el. Spannung überwunden werden muss.
Elektrischer Leitwert G
Der Leitwert ist der Umkehrwert des Widerstandes.
grosser Widerstand —> schlechter Leitwert (klei. Leitwert)
kleiner Widerstand —> guter Leitwert (grosser Leitwert)
Ohmsches Gesetz
Beschreibt den Zusammenhang von Spannung, Stromstärke und Widerstand. Je höher die Spannung je höher die Stromstärke desto kleiner der Widerstand.
Leiterwiderstand RL
Der Leiterwiderstand ist vom Material, der Leiterlänge und dem Querschnitt abhängig. z.B Cu. hat viele freie Elektronen und somit einen guten Leitwert und einen niedrigen spezifischen Widerstand. Isolierstoffe haben nur wenige oder gar keine freie Elektronen.
Was sagt der Spezifische Widerstand Rho (ρ)aus?
Er gibt an, welchen Widerstand ein elektrischer Leiter aus einem Stoff besitzt, der 1 m lang ist und dabei eine durchgehende Querschnittsfläche von 1 mm2 aufweist
Cu = 0.0175 Ωmm2/m
Was gibt die spezifische Leitfähigkeit Gamma (γ) an?
wie stark die Fähigkeit eines Stoffes ist, den elektrischen Strom zu leiten. Cu = 57m/Ωmm2
Was ist elektrische Arbeit und Energie
- el. Energie ist die Fähigkeit el. Arbeit zu verrichten
Energie lässt sich nur Umwandeln, weder Erzeugen noch vernichten!! Energie ist gespeicherte Arbeit. - el. Arbeit ist das umwandeln von el. Energie in eine andere Energieform z.B. mechanische (Motor)
Wie kann elektrische Energie gemessen werden?
- indirekte Messung: Es wird die Spannung, Strom und Zeit separat gemessen und anschliessend berechnet.
- direkte Messung: erfolgt meist mittels Energiezähler des EW’s. Das Messgerät zählt die Werte fortlaufend zusammen.
Was ist elektrische Leistung
Eine elektrische Arbeit welche in einer gewissen Zeit verrichtet wird. P= W/t —> gilt bei Gleich- und Wechselstrom für Ohmsche Verbraucher.
Wie verhält sich die Spannung/Strom zur Leistung in einem Ohmschen Widerstand?
Quadratisch —> doppelte Spannung / Strom = vierfache Leistung P
3 Arten von Leistungsmessung
- indirekte Messung: Amperemeter und Voltmeter
- direkte Messung: mittels Wattmeter
- Berechnung mit Hilfe des Energiezählers
Wie kann man die Leistung eines Verbrauchers verringern?
Die Spannung am Verbraucher muss verringert werden. Dies kann mittels Vorwiderstand realisiert werden.
