Elektrische Spannungen über Kondensator, Spule und Widerstand

Inhalt Spannungen und ihre Ursachen für Kondensator Spule Widerstand Beantwortet die Frage: Welche Vorgänge sind mit Energie-Transport verbunden?

Fundamentale Bauteile der Elektrizitätslehre Kondensator Spule Ohmscher Widerstand

Spannung über den Bauteilen Unter welchen Bedingungen erscheint eine Spannung „über“ diesen Bauteilen? Mit anderen Worten: Unter welchen Bedingungen ist für den Ladungstransport durch diese Bauteile Arbeit erforderlich?

Verschiebung einer Ladung gegen die Spannung U 1 0,5 Arbeit (J) Elektrische Feldlinien U W = q * U [J] Positives Vorzeichen trägt die einer positiven Ladung zugeführte Arbeit (Die vom Helfer auf die Ladung ausgeübte Gegenkraft ist nicht dargestellt)

Ursache der Spannung (1): Aufladung eines Kondensators 0,5 Arbeit (J) Volt 1 0,5 Die Spannung ist proportional zur aufgebrachten Ladung

Ursache der Spannung (2): Aufbau einer Spannung durch Induktion in einer Spule 1 0,5 Arbeit (J) Volt 1 0,5 Strom in der Spule, Ampère 1 0,5 Richtung des Stroms in der Spule Induziertes elektrisches Feld Nur während der Änderung des Stroms wird eine Spannung induziert

„Ohmsches Gesetz “: Die Spannung ist proportional zum Strom Ursache der Spannung (3): Spannung über einem „ohmschen Widerstand“ bei Stromfluss 1 0,5 Arbeit (J) 1 Volt 0,5 0,5 Strom im Widerstand, Ampère „Ohmsches Gesetz “: Die Spannung ist proportional zum Strom Am „Ohmschen Widerstand“ wird die Energie in Wärme verwandelt

Arbeit und Spannung Einheit W = q ·U 1 J Produkt zwischen den Spannung und Ladung Die Arbeit bei Verschieben einer Ladung zwischen zwei Punkten auf Spannung U ist vom Weg der Verschiebung unabhängig! Diese Eigenschaft zeichnet statische Coulomb- und Gravitations-Felder aus, man bezeichnet Felder mit dieser Eigenschaft als „Konservative Felder“

Spannung am Kondensator bei Aufladung Volt 1 0,5 1 Volt Die Ladung erzeugt die Spannung über demKondensator

Ladung und Spannung am Kondensator 1Vs Spannung an einem Kondensator mit Kapazität C Wird eine Spannung an einen Kondensator angelegt, dann stellt sich die Ladung so ein, dass die durch sie erzeugte Spannung gleich der angelegten Spannung ist

Quotient: Ladung durch Spannung, Kapazität, Einheit Kenngröße Einheit Bezeichnung 1 F = 1 V/C Kapazität, Quotient: Ladung durch Spannung, Einheit „1 Farad“

Kapazität und geometrische Eigenschaften Kenngröße Einheit Bezeichnung 1 F Kapazität eines Plattenkondensator, parallele Platten Fläche A im Abstand d

Spannung über der Spule bei Änderung eines Stromes Volt 1 0,5 Richtung des Stroms in der Spule Induziertes elektrisches Feld Strom in der Spule, Ampère 1 0,5 1 Volt Die Änderung des Stroms erzeugt die Spannung über der Spule

Strom und Spannung in einer Spule 1Vs Spannung an einer Spule mit Induktivität LSpule Wird eine Spannung an eine Spule angelegt, dann ändert sich der Strom so, dass die durch ihn induzierte Spannung gleich der angelegten Spannung ist

Induktivität, Einheit Kenngröße Einheit Bezeichnung Induktivität, Quotient: Zähler Spannung, Nenner Strom durch Zeit Einheit „1 Henry“

Induktivität und geometrische Eigenschaften Kenngröße Einheit Bezeichnung 1 H Induktivität einer langen Spule der Länge lSpule, Fläche A, Windungszahl N

Spannung über dem Ohmschen Widerstand bei Stromfluss Volt 1 Strom im Widerstand, Ampère 0,5 1 0,5 1 Volt Der Strom erzeugt die Spannung über dem Widerstand Das „Ohmsche Gesetz “

Strom und Spannung am Ohmschen Widerstand 1Vs Spannung an einem Kondensator mit Kapazität C Wird eine Spannung an einen Ohmschen Widerstand angelegt, dann stellt sich der Strom so ein, dass die „über dem Widerstand abfallende“ Spannung gleich der angelegten Spannung ist Im Ohmschen Widerstand wird elektrische Energie in Wärme verwandelt

Ohmscher Widerstand, Einheit Kenngröße Einheit Bezeichnung Widerstand Einheit „Ein Ohm“

Widerstand und geometrische Eigenschaften Kenngröße Einheit Bezeichnung 1 Ω Ohmscher Widerstand eines Leiters der Länge l und Fläche A ρ 1 Ωm Spezifischer Widerstand

Zusammenfassung Die drei fundamentalen Bauteile der Elektrizitätslehre sind: Kondensator Spannung erscheint bei Ladung U=Q/C Elektrische Kenngröße: Kapazität C Bei konstanter Gleichspannung: Isolator Spule Spannung erscheint bei Änderung des Stroms U=-L·dI/dt Elektrische Kenngröße: Induktivität L Bei konstanter Gleichspannung: Leitung ohne Widerstand („Kurzschluss“) Widerstand Spannung erscheint bei Strom U=R·I Elektrische Kenngröße: Widerstand R Bei konstanter Gleichspannung: „Ohmscher Widerstand“: U = R·I Spule und Kondensator bauen mit der elektrischen Energie elektrische bzw. magnetische Felder auf –reversibel Im Unterschied zu Spule und Kondensator verwandelt der Ohmsche Widerstand elektrische Energie in Wärme –irreversibel

finis 1 Volt Volt 0,5 1 0,5 1 0,5 Volt 1 0,5 1 0,5