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
300’000km/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
Stromdichte J
- Die Stromdichte beschreibt die Stromstärke pro mm2 Querschnitt
- Je höher die Stromdichte, desto wärmer der Leiter
Elektrischer Widerstand R
Jeder Leiter setzt dem elektrischen Strom ein Widerstand entgegen, der mit einer elektrischen Spannung überwunden werden muss.
Elektrischer Leitwert G
Der Leitwert G ist der Kehrwert (Reziproker Wert) des Widerstandes R.
Leiterwiderstand R
- Abhängig von Material, Leiterlänge und Querschnitt
- Stoffe mit vielen freien Elektronen (z.B. Cu) haben einen geringen spez. Widerstand –> hohe Leitfähigkeit
- Stoffe mit wenig freien Elektron (Isolierstoffe) haben einen hohen spez. Widerstand –> geringe Leitfähigkeit
Spezifischer Widerstand ρ (Rho)
Ist Material abhängig und beschreibt den Widerstand in Ohm bei 1 mm2 Querschnitt und 1 m Leitungslänge.
Leitfähigkeit γ (Gamma)
Ist der Kehrwert des spezifischen Widerstandes.
Elektrische Energie / Arbeit (J / Ws)
- Energie ist die Fähigkeit Arbeit zu verrichten.
- Energie ist gespeicherte Arbeit.
- Energie lässt sich nur umwandeln (weder vernichten noch erzeugen).
- Elektrische Energie lässt sich leicht transportieren.
Joule J (Physik)
- 1J = 1Ws = 1Nm
- 1kWh = 1000Wh = 3’600’000 Ws / J
Messen der elektrischen Energie
- indirekt: Messung von U * I * t = W
- direkt: Energiezähler des EVU
Kosten der elektrischen Energie
Produkt aus Verbrauch und Preis (K = W * k)
Elektrische Leistung P (W / VA)
- Arbeit W wird in einer gewissen Zeit t verrichtet.
- In einem (ohmischen) Widerstand R verhalten sich Leistung P und Spannung U od. Strom I quadratisch zu einander.
Leistungsmessung
- indirekt: Produkt aus Strom und Spannung
- direkt: mittels Wattmeter
Vorwiderstand
Um die Leistung an einem Verbraucher zu verkleinern muss die Spannung verringert werden. Dies kann mit Hilfe eines Vorwiderstandes, welcher in Serie geschaltet wird, gelöst werden.
