2. Der elektrische Strom

Größe: px
Ab Seite anzeigen:

Download "2. Der elektrische Strom"

Transkript

1 Grundlagen der Elektrotechnik GET Der elektrische Stro [Buch Seite ] Einteilung der Materialien Ladungsbewegung i Vakuu Ladungsbewegung i leitenden Festkörper Elektrische Strostärke und elektrische Strodichte Das Oh sche Gesetz Ladungstransport i Elektrolyten Ladungstransport i Halbleiter Energie und Leistung i Ströungsfeld Einteilung der Materialien I Katergorienbildung nach der Elektronenkonfiguration Mg e e e Kern e e e e e e e e (1) Isolatoren (Nichtleiter): Aussenelektronen an Atoe gebunden. Dielektrika: (z.b. Bernstein, Teflon, Aluiniuoxid Al 2 O 3 ). 120 Die Aussenelektronen bestien das cheische und das elektrische Verhalten der Materialien. (3) Leiter: Aussenelektronen frei beweglich. Metalle: (z.b. Au, Ag, Cu, Al). Oder: Atoe werden in Ionen dissoziiert und diese sind frei beweglich. Elektrolyte: z.b. CuSO 4 Cu ++ + SO 4. (2) Halbleiter: Aussenelektronen nur teilweise an Atoe gebunden (je nach Teperatur); ein Teil ist frei beweglich. liziu (), Geraniu (Ge), sowie Verbindungen aus III und V Gruppe (z.b. GaAs, InP), bzw. aus IV und VI Gruppe (z.b. PbSe, PbTe). 1

2 Ladungsbewegung i Vakuu I Ladungsträger i hoogenen elektrischen Feld d W = ( 2) () q, Fds = q ( 2) () 1 F,v (2) Energiebilanz (Feld leistet Arbeit!): E U Eds = q E d = W kin x (1) Voraussetzungen: Freie Ladungsträger durch Erhitzen der Elektroden. Es seien positive und negative Ladungsträger vorhanden. Bei t = 0 existiere ein ruhendes geladenes Teilchen q > 0 an der Stelle x = 0. Es gilt zude: E = E e x F = qe U E = d v = v e x W kin = 2 v 2 Ladungsbewegung i Vakuu II Geschwindigkeit und Weg eines Elektrons (3) Geschwindigkeit: (4) Beschleunigung: F = a = q E a = E d 2 v 2 = q E d v = 2 q v k s = Für ein Elektron gilt: U V = 2 q U Merke: Es treten keine relativistischen Effekte auf für Spannungen U bis ungefähr V, d.h. die Teilchengeschwindigkeit ist dann ier noch viel kleiner als die Lichtgeschwindigkeit. F = q E alternativ: v = at = q Et = d s dt

3 Ladungsbewegung i Vakuu III Geschwindigkeit und Weg eines Elektrons (5) Weg: v = at = q Et = d s dt t at 2 qet 2 s = 0 a tdt = 2 = 2 (6) Zeit: s = q E 2 2 := d Vergleiche Folie 122 = 2d q E v = a = 2 q E d = 2 q U Ladungsbewegung i Vakuu IV Geschwindigkeit und Weg eines Elektrons (7) Grafische Darstellung: U = 1 V; d = 1 c; E = 1V/; = 337 ns; v end = k/s. 3

4 Ladungsbewegung in Leitern I Teperatur und Driftbewegung (1) Zylindrischer Leiter: Es sei: T > 0 q > 0 s result. q q E q U x (Quellen spannung) a) Nur statistisch ungeordnete Teperaturbewegung: I Zeitittel kein Ladungstransport. b) Ungeordnete Teperaturbewegung wird durch eine feldinduziierte Driftbewegung überlagert: I Zeitittel findet ein Ladungstransport statt. Ladungsbewegung in Leitern II Teperatur und Driftbewegung (1) Qualitative Darstellung des Driftverhaltens eines Elektrons: v x e E v x (stark idealisierter Verlauf der in xrichtung aufrtetende Zusatzgeschwindigkeit) t (2) Mikroskopisches Bewegungsodell: : : ittlere freie Laufzeit ittlere freie Weglänge v ax x = q E = e E 4

5 Ladungsbewegung in Leitern III Teperatur und Driftbewegung (3) Mittlere Geschwindigkeit: v v = 1 th 0 = v th (4) Das Konzept der effektiven Masse: e Et dt v := q E = e * E * = e E 2 ittlere freie Weglänge (vergl. geoetrische Interpretation von Folie 126) * : effektive Masse Ein freier Ladungsträger it Masse * soll i Vakuu die gleiche Beschleunigung in eine Kraftfeld erfahren wie ein realer Ladungsträger it der Masse, welcher durch Stösse a periodischen Ionengitter i Leiteraterial noch eine zusätzliche Verzögerung erfährt. Die effektive Masse * wird unter Zuhilfenahe der Quantenechanik erittelt. Ladungsbewegung in Leitern IV Die Beweglichkeit von Ladungsträgern (5) Der stationäre Fall der Ladungsträgerbewegung: v = q E = e * E := v * D I stationären Zustand stellt sich eine ittlere Geschwindigkeit ein: die Driftgeschwindigkeit v D. (6) Die Beweglichkeit: Die Driftgeschwindigkeit v D ist proportional zur elektrischen Feldstärke E. Wir schreiben neu: v D = b E b = e * b: Beweglichkeit [ b]= e * = Ass2 VAs 3 = 2 Vs = s V Quantenechanik

6 Ladungsbewegung in Leitern V 129 Fazit (1) De Leiter wird durch die Spannungsquelle ein elektrisches Feld (zwangsweise) von Aussen aufgeprägt. Soit ist das Innere des Leiters nicht ehr feldfrei (cf. Folie 49 ff.) und es findet eine kontinuierliche Ladungsbewegung statt. (2) Mikroskopisch gesehen erfahren die Ladungsträger (in diese Fall die Elektronen) zahlreiche Stösse an den Atorüpfen (Gitterpunkten) i (kristallartigen) Leiteraterial. (3) Makroskopisch betrachtet (und über die Zeit geittelt) sind die Ladungsträger wegen der laufenden Zusaenstösse einer Art «Reibungsvorgang» unterworfen, welcher die beschleunigende Wirkung des elektrischen Feldes so weit kopensiert, dass eine zeitlich konstante Ladungsträgergeschwindigkeit (sprich: Driftgeschwindigkeit) resultiert. (4) Die Ladungsträgergeschwindigkeit (Driftgeschwindigkeit) in Leitern ist proportional zur elektrischen Feldstärke. (5) Die Proprortionalitätskonstante heisst Beweglichkeit b. Strostärke und Strodichte I 130 Ladungstransport i zylindrischen Volueneleent (1) Ladungsträgerdichte n: Von Aussen angelegte und aufrecht erhaltene Spannung u. Mit: [ n]= 3 V = A = Q V = N q V = N q = nq V Stationäre Trägerbilanz i Voluen V I Innern des Leiters ergibt sich konstante Feldstärke E. N positiv geladene Träger q in V. Träger treten it v D bei A 1 ein und it v D bei A 2 hinaus. 6

7 Strostärke und Strodichte II Ladungstransport i zylindrischen Volueneleent (2) Die elektrische Strostärke i: Strostärke i ist die Ladung pro Zeiteinheit, welche durch die Fläche A i tritt. i = nqab E 131 it: []= i A Q i = li t0 t = dq dt v D = t t = v D i = Q t = nqv v = nqa D v D = nqa v D b E Strostärke und Strodichte III Veränderlicher Leiterquerschnitt (1) Die elektrische Strodichte j: J = J e vd Es gilt die Ladungserhaltung, d.h. i Leiter werden keine Träger erzeugt, vernichtet oder gar gespeichert. 132 e vd : Driftrichtung der positiven Träger I nne einer «realen» Flussdichte wird das Vektorfeld der Strodichte definiert: it: J = A2 J = li A0 i A = di da Bei konstanter Driftgeschwindigkeit v D ist die Anzahl Träger pro Zeiteinheit konstant. Strostärke i durch die Querschnittsflächen ist bei A 1 und A 2 gleich gross. Was ändert sich? 7

8 Strostärke und Strodichte IV Veränderlicher Leiterquerschnitt (2) Strodichte j und Strostärke i: i = J n F A N i = J n A i = =1 A J nda d F n : Richtungssinn frei wählbar. i De elektrischen Stro i wird ein Zählpfeil zugeordnet (kein Vektor, zeigt Bezugsrichtung an). (1) Die elektrische Strostärke i ist eine skalare Grösse, welche je nach Wahl von n positive oder negative Werte annehen kann. (2) Die Festlegung des Flächennoralvektors n legt auch die Richtung des Bezugspfeils fest und regelt soit das Vorzeichen der Strostärke. Strostärke und Strodichte V Der Bezugspfeil des elektrischen Stros Vorzeichenkonvention zwischen Stro i und Strodichte j: (a) nd der Vektor der Strodichte j und der Flächennoraleneinheitsvektor gleichgerichtet, dann wird diese Richtung it einer positiven Strostärke i in Verbindung gebracht. (b) nd der Vektor der Strodichte j und der Flächennoraleneinheitsvektor entgegengesetzt gerichtet, dann ist der Stro i negativ (in Richtung des Zählpfeils bzw. n ). Ugekehrt: (a ) Gegeben: Positiver Stro i und Flächennoraleneinheitsvektor n: Zählpfeil und Strodichtevektor zeigen in Richtung n. (b ) Gegeben: Negativer Stro i und n: Zählpfeil nach n und Strodichte j ugekehrt

9 Strostärke und Strodichte VI Elektrische Leitfähigkeit 135 (1) Proportionalität der Strodichte zur elektrischen Feldstärke: i = nqab E J = di da (Folie 130) (Folie 131) Die Leitfähigkeit ist wegen q 2 ier positiv, d.h. die elektrische Feldstärke und die elektrische Strodichte weisen stets die gleiche Richtung auf. J = nqb E = E (Folie 128) = nqb = nq2 * [ ]= As2 3 Vs = A V = S1 J = E Elektrische Leitfähigkeit S: eens Strostärke und Strodichte VII Elektrische Leitfähigkeit = v th v th : Therische Geschwindigkeit. 136 (2) Mikroskopische und akroskopische Paraeter der Leitfähigkeit (Folie 127) Gitterabessungen i Bereich Å (10 10 ). Mittlere freie Weglänge i Bereich von n. Diskrepanz klassisch nicht fassbar. Störstellen i Leiter (z.b. Gitterversetzungen) koen als Stossstellen wohl eher in Frage. 9

10 Das oh sche Gesetz I «Grössenverhältnisse» a elektrischen Widerstand (1) Makroskopische Beschreibung des elektrischen Stros: A E J i E = u J = E i = J A = u A = u A x Zylindrischer Leiter (it konstante Querschnitt A und der Leitfähigkeit ). u Nach der Spannung u aufgelöst: u = i R= A A u = R i Das oh sche Gesetz Das oh sche Gesetz II «Grössenverhältnisse» a elektrischen Widerstand (2) Paraeter des elektrischen Widerstands R: A R : : Elektrischer Widerstand Spezifischer elektrischer Widerstand Der elektrische Widerstand ist die positive Proportionalitätskonstante zwischen der Spannung u und der Strostärke i. R = 1 A = A [ R]= V A = it: = 1 = * [ ]= V A = Eine stets positive Grösse! nq 2 = 1 nqb 10

11 Das oh sche Gesetz III Spezifischer elektrischen Widerstand Tabelle von und für verschiedene Materialien: Technisch angepasste Einheiten: Querschnitt in 2. Länge in [ ]= 2 [ ]= S 2 Das oh sche Gesetz IV Leitereleent it nicht konstante Querschnitt Widerstandsberechnung: N =1 x Ansatz: «Reihenschaltung» R von Leiterabschnitten. N x =1 A R = li x 0 N N x = =1 A 0 dx A x ( ) 11

12 Das oh sche Gesetz V Teperaturabhängigkeit des Widerstandes Widerstand über «Reibung» der freien Elektronen a festen Atogitter des Leiters erklärt. Wachsende Teperatur bedeutet zunehende Gitterschwingungen: Widerstand nit zu. R 0 = 0 A R( )= R 0 [ 1+ ] ( ) ( ) 0 = 0 = 20 C ( ) [ ] ( )= = 0 1+ Das oh sche Gesetz VI Teperaturabhängigkeit des Widerstandes Teperaturkoeffizient für verschiedene Materialien: = 0 > 0 > 0: < 0: > 0: < 0: Kaltleiter Heissleiter PTC NTC 12

13 Das oh sche Gesetz VII Charakteristisches Teperaturverhalten PTC: Kaltleiter (etallische Leiter) z.b. Konstantan, (CuNi), Manganin (CuNiMn) NTC: Heissleiter (Kohle, Halbleiter) Das oh sche Gesetz VIII Beispiel: «Glühlape» Wie gross ist die Strostärke gerade bei Einschalten? Glühlape: Leistung: p =100 W Spannung: u = 230 V Glühwendel: Wolfra = 2900 C (1) Nennbetrieb: i N = p u = 100 W 230V = 435A R N = u i = 230V 435A = 529 (2) Einschalten: R( )= R 0 [ 1+ ] (Folie 141) R N R 0 = 1+ R N = R( 2900 C) 13

14 Das oh sche Gesetz IX Beispiel: «Glühlape» Wie gross ist die Strostärke gerade bei Einschalten? 145 (2) Einschalten: R N R 0 = 1+ = 529 = C 2880 C 41.3 i E = u R 0 = 230V A Die Einschaltstrostärke der Glühlape ist denach beträchtlich grösser als die Strostärke i Betrieb! Ladungstransport in Elektrolyten I Zu Strofluss Elektrolytische Leiter (Ionenleitung): Anode + i u Cu ++ CuSO 4 SO v E v Katode Elektrolytische Leiter (Säuren, Basen, Salze). In Lösungsittel dissoziiert zu positive Kation und negative Anion: (CuSO 4 Cu ++ + SO 4 ). Es findet auch Massentransport statt! Nicht alle Moleküle zerfallen in Ionen (disoziieren). Es gibt ein festes Verhältnis der dissoziierten Moleküle zur Gesatzahl der Moleküle: Dissoziationsgrad. Der Dissoziationsgrad hängt von der Teperatur und der Konzentration der Lösung ab. Dissoziationsgrad nit zu bei steigender Teperatur und abnehender Konzentration

15 Ladungstransport in Elektrolyten II Elektrocheische Äquivalente (1) Elektrolyse: Dissoziation Elektrolyse Kathode v + CuSO 4 Kation Kation Anion Cu ++ SO 4 u Anion Cu ++ SO i 4 i + v Anode Anion bzw. Kation bewegt sich unter de Einfluss des EFeldes zur Anode bzw. Kathode. Massebehafteten Ionenstro. Ionen werden dort «entladen» und schlagen sich als Festkörper oder Gas nieder. Masse des Niederschlags: = ä it = ä Q ä : elektrocheisches Äquivalent 1. Faraday sches Gesetz gibt an, wievel Masse pro Ladung an den Elektroden abgeschieden wird. Ladungstransport in Elektrolyten III Elektrocheische Äquivalente (2) Elektrocheische Äquivalente bei verschiedenen Stoffen: Cu ++ SO 4 15

16 Ladungstransport in Elektrolyten IV Elektrocheische Äquivalente (3) Massentransport bei verschiedenen Stoffen: Die Massen verschiedener Stoffe, welche bei gleicher transportierter Ladung abgeschieden werden verhält sich proportional zu ihren cheischen Äquivalenten Ä. Dies ist das 2. Faraday sches Gesetz: 1 : 2 : = Ä 1 : Ä 2 : Cheisches Äquivalent Ä (früher auch Äquivalentgewicht) eines Stoffes ist gleich der Molasse M des Stoffes geteilt durch dessen Wertigkeit z. Ä = M z Ein Mol zwertige Ionen enthält die Ladung: Q ol = zen = z C A ol = zf F ä = Ä F = M zf M ist die Molasse des Stoffes, d.h. die Masse der Stoffenge N A. [M] = g/ol. N A : Avogadrozahl; F: Faradaykonstante F [ ä ]= M zf = g C Ladungstransport in Elektrolyten V Polarisationsspannung U p Die StroSpannungskennline der ionischen Stroleitung: i Bipolarer Ladungstransport! Ionen bewegen sich unterschiedlich schnell (Folie 128): v + = b + E v = b E U P Polarisationsspannung (elektrocheisches Potenzial) (Bereitschaft der Ionen Elektronen aufzunehen bzw. abzugeben: d.h. die entspr. «beschichteten» Elektroden bilden galvanisches Eleent.) u Dissoziation bildet gleich viele Ionen N Ion von jeder Art it der Wertigkeit z. Die Leitfähigkeit des Elektrolyten ist denach (it: n = N Ion /V): = ne z( b + b )= ne z( b + + b ) q 16

17 Ladungstransport in Elektrolyten VI Konzentrationsabhängigkeit des Widerstandes R Alle Moleküle sind dissoziiert, doch bei geringer Konzentration: Leitfähigkeit ist noch gering. n Lösg % Dissoziationsgrad Zunahe der Lösungskonzentration erhöht hier nur noch die Konzentration der nichdissoziierten Moleküle: Leitfähigkeit nit ab. n i =,+ b i n Lösg = n + n nicht dissoziiert { Dissoziationsgrad}= n n Lösg Erhöhung der Konzentration vergrössert n aber noch ehr den Anteil der nichtdissoziierten Moleküle. Dissoziationsgrad nit ab: Leitfähigkeit nit ier noch zu. 151 Ladungstransport in Elektrolyten VII Spezifische Widerstände Tabellenwerte für verschiedene wässerige Lösungen: 152 Minia des Dissoziationsgrads und dait auch bezüglich der Konzentration gut ausgeprägt. Elektrolyte sind NTCWiderstände! 17

18 Ladungstransport i Halbleiter I Der Halbleiterkristall (1) Ansichten eines freien Elektrons: Die für die Elektronik wichtigen Festkörper haben die Gestalt eines Kristalls (räulich periodische Anordnung hoher Syetrie). Uns interessiert das Verhalten der Ladungsträger in diese Gebilde. Der «Blick» in einen liziukristall: Atorupf (Ion) Geeinsa «verwalteter» Teil der Elektonenhülle benachbarter Atoe (Elektronenpaarbindung) «Ich» bin das freie Elektron. Ladungstransport i Halbleiter II Der Halbleiterkristall (2) Skizze zu Bänderodell: Stroleitung beruhend auf Elektronen geschieht hier! Vereinfachtes Bild zu Ladungsträgerverhalten. Zustände sind eine quantenechanische Beschreibung. 18

19 Ladungstransport i Halbleiter III Eigenleitung (1) Der liziukristall: 155 T >0K a) b) liziu () ist ein vierwertiges Eleent: es hat vier Valenzelektronen (Gruppe IV). Therische Gitterbewebungen bei T > 0. Therische Anregung (E = k T), d.h. Elektronenpaarbindungen werden aufgebrochen: Dichte der aufgebrochenen Bindungen n i. Ladungstransport i Halbleiter IV Eigenleitung 156 (2) Intrinsische Ladungsträgerdichte n i : n i ist die Dichte der aufgebrochenen Elektronenpaarbindungen. Löcher Stro h + e Elektronen Stro n i heisst intrinsische Ladungsträgerdichte: n i = n i (T = 300 K) c 3. Pro aufgebrochener Elektronepaarbindung wird ein freies Elektron e und ein Loch h + erzeugt. Daher gilt: n i ( T )= n = p Mechanisus der Eigenleitung (für T > 0). n: Ladungsträgerdichte der Elektronen. p: Ladungsträgerdichte der Löcher. 19

20 Ladungstransport i Halbleiter V Bipolarer Ladungstransport (1) Elektrischer Stro i Halbleiter: v p v n E J Leitfähigkeit von Halbleitern: u J = J n + J p = (Folien 128, 135) = q n nb n E + q p pb p E = = e( nb n + pb p )E q n = e b n = e n n * q p =+e b p =+ e p p * J = E = e 2 n n n * + p p p * J = e 2 n n n * + p p p * E Ladungstransport i Halbleiter VI Bipolarer Ladungstransport (2) Elektronen und Löcherbeweglichkeiten: Beweglichkeit der Löcher ist kleiner als die der Elektronen. Effektive Masse p * der Löcher ist grösser als n *, d.h. diejenige der Elektronen. p * > n * b p < b n 20

21 Ladungstransport i Halbleiter VII Störstellenleitung (1) Einbau von Fredatoen (Dotierung): 159 Donator As 5+ In 3+ Akzeptor a) Donator: Gruppe V, P, As, Sb (5 Valenzelektronen); 5. Valenzelektron bei 300 K frei beweglich nleitung. b) Akzeptor: Gruppe III, In, B (3 Valenzelektronen); Lücke (Loch) bei 300 K frei beweglich pleitung. Ladungstransport i Halbleiter VIII Störstellenleitung (2) Therodynaisches Gleichgewicht (3) Das Massenwirkungsgesetz 160 Generation G e h + e I therodynaischen Gleichgewicht G = R G: Generationsrate (Paarbildungen/Sekunde) R: Rekobinationsrate (Vereinigungen/Sekunde) Rekobination R h + R {KollisionsWSK von e und h + } R n p (i) I reinen (intrinsischen) Halbleiter: R n i 2 n p = n i 2 n = p = n i (ii) I dotierten Halbleiter? Vergrössern der Lochdichte p durch Einbringen von Akzeptoratoen: Scheinbare Vergrösserung von R, was wiederu zu Abbau der Elektronendichte n führt: Wie gross ist R? 21

22 Ladungstransport i Halbleiter IX Störstellenleitung (3) Das Massenwirkungsgesetz: (ii) I dotierten Halbleiter: Vergrössern der Lochdichte p durch Einbringen von Akzeptoratoen Erstalige Vergrösserung der Rekobinationsrate R was wiederu zu Abbau der Elektronendichte n führt Dadurch resultiert eine Verkleinerung der Rekobinationsrate R. Die Rekobinationsrate R wird soit auf einen konstanten Wert «geregelt». Frage: Wie gross ist R? (4) Konsequenz für die Trägerdichten: I therodynaischen Gleichgewicht gilt auch für den dotierten Halbleiter: n p = n i 2 Energie und Leistung I Leistung i elektrischen Stöungsfeld (1) Arbeit, welche vo elektrische Feld aufgebracht wird: P 2 C Q E A u = e x A 1 A 2 J v i q E n P Feld leistet 1 Arbeit (aus der «cht» des Feldes) a) b) W f = + P 2 P 1 Fd s =Q P 2 P 1 Ed s =Qu 12 u x W f = N qe u N = nv qu 22

23 Energie und Leistung II Leistung i elektrischen Stöungsfeld (2) Aufgebrachte Leistung i Voluen V: A A 1 u A 2 J v q E x u J = nq v D i n Gilt anhand von Folie 131. W f = N qe u N = nv qu Leistung p: p = W f t = nqv E = nqa E = nqa E t = nqa t E = nq v D E A 163 Energie und Leistung III Leistung i elektrischen Stöungsfeld (2) Aufgebrachte Leistung i Voluen V: A A 1 u A 2 J v q E x (2) Leistungsdichte i betrachteten Voluen: (Folien 135, 138) u i n p = nq v D E A = J E V p = J EV p = J EV Die Leistung, welche vo elektrischen Stöungsfeld i Voluen aufgebracht wird. dp dv = J E = 1 J 2 = J 2 = E

24 Energie und Leistung IV Leistung i elektrischen Stöungsfeld (2) Aufgebrachte Leistung i betrachteten Voluen: 165 A A 1 u A 2 J v q E x u i n p = J EV = J E A = J AE = i u Liegt an eine Leitereleent die Spannung u an und fliesst in ih ein Stro it einer Strostärke i, dann bringt das elektrische Feld zu Transport der Ladungen die Leistung p auf. p = u i [ p]= AV = W Energie und Leistung V Leistung i elektrischen Stöungsfeld (3) Aufgebrachte Leistung i nne einer Verlustleistung: 166 Mit de oh schen Gesetz (Folie 137) u = Ri ergibt sich: p = ui = Ri 2 = u2 R (4) In Wäre ugesetzte Energie: t 2 W = pdt = t 1 t 2 t 1 (Folie 162) uidt = Qu Feld verliert irreversibel an Energie! Die vo Feld aufgebrachte Leistung wird gegen die «Reibung» der Träger i Widerstand aufgewendet und daher in «Reibungswäre» ugesetzt. Der Widerstand erwärt sich und setzt die Leistung als sogenanten Verlustleistung in Wäre u. 24

25 Zusaenfassung 167 Vakuu: Beschleunigte freie Elektronen i Vakuu: (u = 1 V; v e = k/s). Leiter: Driftbewegung der Elektronen in Kupfer: (i = 1 A; Ø = 1 2 ; v D /s). Halbleiter: Driftgeschwindigkeit der Träger in GaAs: (typischer Wert: v D c/s). Elektrolyten: Driftgeschwindigkeit der Ionen: (E = 100 V/; v D /s). Strostärke und Strodichte: i J, Vorzeichenkonventionen. Oh sches Gesetz: u = R i Halbleiter: Majoritäts und Minoritätsträger. Leistung: Feldenergie wird in Wäre ugewandelt. p = u i ist denach die sogenannte Verlustleistung. 25

3.4. Leitungsmechanismen

3.4. Leitungsmechanismen a) Metalle 3.4. Leitungsmechanismen - Metall besteht aus positiv geladenen Metallionen und frei beweglichen Leitungselektronen (freie Elektronengas), Bsp.: Cu 2+ + 2e - - elektrische Leitung durch freie

Mehr

2.5 Strom in Flüssigkeiten. 2.5 Strom in Flüssigkeiten. 2.5 Strom in Flüssigkeiten. 2.5 Strom in Flüssigkeiten. 2.5 Strom in Flüssigkeiten

2.5 Strom in Flüssigkeiten. 2.5 Strom in Flüssigkeiten. 2.5 Strom in Flüssigkeiten. 2.5 Strom in Flüssigkeiten. 2.5 Strom in Flüssigkeiten Leitungsversuche: Destilliertes Wasser Leitungswasser NaCl i Wasser Abhängigkeiten: Vorhandensein von Ladungsträgern Beweglichkeit der Ladungsträger ("Häufigkeit von Stößen", " Reibung") Anode + Kathode

Mehr

14. elektrischer Strom

14. elektrischer Strom Ladungstransport, elektrischer Strom 14. elektrischer Strom In Festkörpern: Isolatoren: alle Elektronen fest am Atom gebunden, bei Zimmertemperatur keine freien Elektronen -> kein Stromfluß Metalle: Ladungsträger

Mehr

Physik 2 (B.Sc. EIT) 7. Übungsblatt

Physik 2 (B.Sc. EIT) 7. Übungsblatt Institut für Physik Werner-Heisenberg-Weg 9 Fakultät für Elektrotechnik 85577 München / Neubiberg Universität der Bundeswehr München / Neubiberg Prof. Dr. H. Baugärtner Übungen: Dr.-Ing. Tanja Stipel-Lindner,

Mehr

Der elektrische Strom

Der elektrische Strom Der elektrische Strom Bisher: Ruhende Ladungen Jetzt: Abweichungen vom elektrostatischen Gleichgewicht Elektrischer Strom Transport von Ladungsträgern Damit Ladungen einen Strom bilden, müssen sie frei

Mehr

3 Elektrische Leitung

3 Elektrische Leitung 3.1 Strom und Ladungserhaltung 3 Elektrische Leitung 3.1 Strom und Ladungserhaltung Elektrischer Strom wird durch die Bewegung von Ladungsträgern hervorgerufen. Er ist definiert über die Änderung der Ladung

Mehr

Elektrische Leitung. Strom

Elektrische Leitung. Strom lektrische Leitung 1. Leitungsmechanismen Bändermodell 2. Ladungstransport in Festkörpern i) Temperaturabhängigkeit Leiter ii) igen- und Fremdleitung in Halbleitern iii) Stromtransport in Isolatoren iv)

Mehr

Elektrischer Strom S.Alexandrova 1

Elektrischer Strom S.Alexandrova 1 Elektrischer Strom S.Alexandrova 1 Elektrischer Strom Wichtiger Begriff: Strom als Ladungs Transport Jeder Art: - in ioniziertem Gas - in Elektrolytlösung - im Metall - im Festkörper Enstehet wenn elektrisches

Mehr

Grundwissen Physik (7. Klasse)

Grundwissen Physik (7. Klasse) Grundwissen Physik (7. Klasse) 1 Elektrizität und Magnetisus 1.1 Elektrischer Stro Strokreis: Dait ein dauerhafter Stro fließt, uss ein geschlossener Strokreis vorhanden sein. Stro bedeutet Bewegung von

Mehr

Tabellen und Formelsammlung Chemie

Tabellen und Formelsammlung Chemie Tabellen und Forelsalung Cheie Fakultät Maschinenbau Stand SS 2015 Nachfolgende Tabellen und Inforationen staen aus de Lehrbuch G. Kickelbick, Cheie für Ingenieure, Pearson-Verlag, 2008 soweit nicht anderweitig

Mehr

2 Der elektrische Strom 2.1 Strom als Ladungstransport 2.1.1 Stromstärke PTB

2 Der elektrische Strom 2.1 Strom als Ladungstransport 2.1.1 Stromstärke PTB 2 Der elektrische Strom 2.1 Strom als Ladungstransport 2.1.1 Stromstärke PTB Auf dem Weg zum Quantennormal für die Stromstärke Doris III am DESY 1 Versuch zur Stromwirkung: Leuchtende Gurke 2 2.1.2 Stromdichte

Mehr

Elektrische Leitung. Leitung in Flüssigkeit

Elektrische Leitung. Leitung in Flüssigkeit Elektrische Leitung 1. Leitungsmechanismen Bändermodell 2. Ladungstransport in Festkörpern i) Temperaturabhängigkeit Leiter ii) Eigen- und Fremdleitung in Halbleitern iii) Stromtransport in Isolatoren

Mehr

Elektronen in Festkörpern

Elektronen in Festkörpern 6 Elektronen in Festkörpern Anhand des Modells des fast freien Elektronengases kann eine Anzahl wichtiger physikalischer Eigenschaften von Metallen erklärt werden. Nach diesem Modell bewegen sich die am

Mehr

Elektrische Leitfähigkeit

Elektrische Leitfähigkeit A. Allgemeines Unter der elektrischen Leitfähigkeit versteht man die Fähigkeit F eines Stoffes, den elektrischen Strom zu leiten. Die Ladungsträger ger hierbei können k sein: Elektronen: Leiter 1. Art

Mehr

3. Halbleiter und Elektronik

3. Halbleiter und Elektronik 3. Halbleiter und Elektronik Halbleiter sind Stoe, welche die Eigenschaften von Leitern sowie Nichtleitern miteinander vereinen. Prinzipiell sind die Elektronen in einem Kristallgitter fest eingebunden

Mehr

Vorlesung Physik für Pharmazeuten PPh - 09 b

Vorlesung Physik für Pharmazeuten PPh - 09 b Vorlesung Physik für Pharmazeuten PPh - 09 b Elektrizitätslehre (II) 29.01.2007 IONENLEITUNG 2 Elektrolytische Leitfähigkeit Kationen und Anionen tragen zum Gesamtstrom bei. Die Ionenleitfähigkeit ist

Mehr

Begriffe zur Elektrik und Elektrochemie

Begriffe zur Elektrik und Elektrochemie Staatsinstitut für Schulqualität und Bildungsforschung Begriffe zur Elektrik und Elektrochemie Akkumulator Atom Atomkern Batterie Ein Akkumulator ist eine Energiequelle, die wie eine Batterie Gleichstrom

Mehr

1.6. Die Ionenbindung

1.6. Die Ionenbindung 1.6. Die Ionenbindung 1.6.1. Die Edelgasregel Die Edelgase gehen kaum Verbindungen ein und zeigen in ihrer Periode jeweils die höchsten Ionisierungsenergien. Ihre Elektronenkonfiguration mit jeweils Außenelektronen

Mehr

4.2 Gleichstromkreise

4.2 Gleichstromkreise 4.2 Gleichstromkreise Werden Ladungen transportiert, so fließt ein elektrischer Strom I dq C It () [] I A s dt Einfachster Fall: Gleichstrom; Strom fließt in gleicher ichtung mit konstanter Stärke. I()

Mehr

Grundlagen der Festkörperchemie

Grundlagen der Festkörperchemie Grundlagen der Festkörpercheie 1. Der feste Aggregatzustand Aggregatzustand Beständigkeit Ordnung Voluen For gas (g) - - - flüssig (l) + - Teilordnung fest (s) + + + akroskopisch subikrokopisch - ideales

Mehr

Grundlagen der Elektrotechnik im Überblick. Brückenkurs Physik, 5. Tag

Grundlagen der Elektrotechnik im Überblick. Brückenkurs Physik, 5. Tag Grundlagen der Elektrotechnik im Überblick Brückenkurs Physik, 5. Tag Worum geht es? Elektrische Ladung Elektrische Spannung Elektrische Stromstärke Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen 24.09.2014

Mehr

11. Elektrischer Strom und Stromkreise

11. Elektrischer Strom und Stromkreise 11. Elektrischer Strom und Stromkreise 11.1 Elektrischer Strom und Stromdichte 11.2 Elektrischer Widerstand d 11.3 Elektrische Leistung in Stromkreisen 11.4 Elektrische Schaltkreise 11.5 Amperemeter und

Mehr

Elektrischer Widerstand von Metallen und Halbleitern

Elektrischer Widerstand von Metallen und Halbleitern - C01.1 - Versuch C1: Elektrischer Widerstand von Metallen und Halbleitern 1. Literatur: Demtröder, Experimentalphysik, Bd. II Bergmann-Schaefer, Experimentalphysik, Bd. II Walcher, Praktikum der Physik

Mehr

Silbercoulometer / Elektrolyse. Bestimmung der Faraday schen Zahl mit dem Silbercoulometer

Silbercoulometer / Elektrolyse. Bestimmung der Faraday schen Zahl mit dem Silbercoulometer Institut f. Experimentalphysik Technische Universität Graz Petersgasse 16, A-8010 Graz Laborübungen: Elektrizität und Optik 20. Mai 2010 Silbercoulometer / Elektrolyse Stichworte zur Vorbereitung: Elektrolytische

Mehr

Temperaturabhängigkeit von ρ s (T) für einige Stoffe. ρ s = spezifischer Widerstand. Variation mit Temperatur bezogen auf T = 300 K

Temperaturabhängigkeit von ρ s (T) für einige Stoffe. ρ s = spezifischer Widerstand. Variation mit Temperatur bezogen auf T = 300 K Temperaturabhängigkeit von ρ s (T) für einige Stoffe ρ s = spezifischer Widerstand Variation mit Temperatur bezogen auf T = 300 K 77 Temperatur-Abhängigkeit von Widerständen normaler (ohmscher) Widerstand:

Mehr

Typische Eigenschaften von Metallen

Typische Eigenschaften von Metallen Typische Eigenschaften von Metallen hohe elektrische Leitfähigkeit (nimmt mit steigender Temperatur ab) hohe Wärmeleitfähigkeit leichte Verformbarkeit metallischer Glanz Elektronengas-Modell eines Metalls

Mehr

Physikalisches Praktikum I. PTC und NTC Widerstände. Fachbereich Physik. Energielücke. E g. Valenzband. Matrikelnummer:

Physikalisches Praktikum I. PTC und NTC Widerstände. Fachbereich Physik. Energielücke. E g. Valenzband. Matrikelnummer: Fachbereich Physik Physikalisches Praktikum I Name: PTC und NTC Widerstände Matrikelnummer: Fachrichtung: Mitarbeiter/in: Assistent/in: Versuchsdatum: Gruppennummer: Endtestat: Dieser Fragebogen muss von

Mehr

Elektrolyse. Zelle.. Bei der Elektrolyse handelt es sich im Prinzip um eine Umkehrung der in einer galvanischen Zelle Z ablaufenden Redox-Reaktion

Elektrolyse. Zelle.. Bei der Elektrolyse handelt es sich im Prinzip um eine Umkehrung der in einer galvanischen Zelle Z ablaufenden Redox-Reaktion (Graphit) Cl - Abgabe von Elektronen: Oxidation Anode Diaphragma H + Elektrolyse Wird in einer elektrochemischen Zelle eine nicht-spontane Reaktion durch eine äußere Stromquelle erzwungen Elektrolyse-Zelle

Mehr

TU Bergakademie Freiberg Institut für Werkstofftechnik Schülerlabor science meets school Werkstoffe und Technologien in Freiberg

TU Bergakademie Freiberg Institut für Werkstofftechnik Schülerlabor science meets school Werkstoffe und Technologien in Freiberg TU Bergakademie Freiberg Institut für Werkstofftechnik Schülerlabor science meets school Werkstoffe und Technologien in Freiberg PROTOKOLL Modul: Versuch: Physikalische Eigenschaften I. VERSUCHSZIEL Die

Mehr

Elektrolytlösungen, Leitfähigkeit, Ionentransport. Teil I

Elektrolytlösungen, Leitfähigkeit, Ionentransport. Teil I Elektrolytlösungen, Leitfähigkeit, Ionentransport Teil I 1. Einführende Überlegungen 2. Solvatation, Hydratation 3. Ionenbeweglichkeiten und Leitfähigkeiten Literatur: Wedler 1.6.2-1.6.7 Teil II 4. Schwache

Mehr

3. Elektrischer Strom. 3.1 Stromstärke und Ampere

3. Elektrischer Strom. 3.1 Stromstärke und Ampere 3. Elektrischer Strom 3.1 Stromstärke und Ampere Prof. Dr. H. Podlech 1 Einführung in die Physik 2 In der Elektrostatik wurden ruhende Ladungen betrachtet Jetzt betrachten wir bewegte elektrische Ladungen

Mehr

Grundlagen der Chemie Elektrochemie

Grundlagen der Chemie Elektrochemie Elektrochemie Prof. Annie Powell KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft www.kit.edu Elektrischer Strom Ein elektrischer Strom ist ein

Mehr

WALTER SCHOTTKY INSTITUT

WALTER SCHOTTKY INSTITUT WALTER SHOTTKY ISTITUT Lehrstuhl für Halbleitertechnologie Prof. Dr.-Ing. M.-. Aann Probeklausur WERKSTOFFE DER ELEKTROTEHIK - Musterlösung 6. Februar 1 AME MATRIKELUMMER HIWEISE: Alle Physikalischen Konstanten

Mehr

Kapitel IV Elektrochemie, Salze (II)

Kapitel IV Elektrochemie, Salze (II) Kapitel IV Elektrochemie, Salze (II) Einführung in die Grundalgen, Achtung: enthält auch die entsprechenden Übungen!!! Themen in [] müssen auswendig gelernt werden! Navigation www.lernmaus.de Inhalt Elektrische

Mehr

Schalter. 2.3 Spannungsquellen. 2.3.1 Kondensatoren 112 KAPITEL 2. STROMFLUSS DURCH LEITER; EL. WIDERSTAND

Schalter. 2.3 Spannungsquellen. 2.3.1 Kondensatoren 112 KAPITEL 2. STROMFLUSS DURCH LEITER; EL. WIDERSTAND 112 KAPTEL 2. STROMFLSS DRCH LETER; EL. WDERSTAND 2.3 Spannungsquellen n diesem Abschnitt wollen wir näher besprechen, welche Arten von Spannungsquellen real verwendet werden können. 2.3.1 Kondensatoren

Mehr

Christian-Ernst-Gymnasium

Christian-Ernst-Gymnasium Christian-Ernst-Gymnasium Am Langemarckplatz 2 91054 ERLANGEN GRUNDWISSEN CHEMIE 9 - MuG erstellt von der Fachschaft Chemie C 9.1 Stoffe und en Element kann chemisch nicht mehr zerlegt werden Teilchen

Mehr

Taschenbuch der Elektrotechnik und Elektronik

Taschenbuch der Elektrotechnik und Elektronik Taschenbuch der Elektrotechnik und Elektronik von Helmut Lindner, Harry Brauer, Constans Lehmann überarbeitet Taschenbuch der Elektrotechnik und Elektronik Lindner / Brauer / Lehmann schnell und portofrei

Mehr

Anleitung zum Physikpraktikum für Oberstufenlehrpersonen Kennlinien elektrischer Leiter (KL) Frühjahrssemester 2016

Anleitung zum Physikpraktikum für Oberstufenlehrpersonen Kennlinien elektrischer Leiter (KL) Frühjahrssemester 2016 Anleitung zum Physikpraktikum für Oberstufenlehrpersonen Kennlinien elektrischer Leiter (KL) Frühjahrssemester 2016 Physik-nstitut der Universität Zürich nhaltsverzeichnis 10 Kennlinien elektrischer Leiter

Mehr

Der elektrische Strom

Der elektrische Strom Der elektrische Strom U, l Legen wir über einen Leiter der Länge l eine Spannung U an, so wirkt darin ein elektrisches Feld. Je nach Natur des Leiters sind darin freie Elektronen, Ionen oder Elektron-Loch-Paare

Mehr

7. Chemische Reaktionen

7. Chemische Reaktionen 7. Chemische Reaktionen 7.1 Thermodynamik chemischer Reaktionen 7.2 Säure Base Gleichgewichte 7. Chemische Reaktionen 7.1 Thermodynamik chemischer Reaktionen 7.2 Säure Base Gleichgewichte 7.3 Redox - Reaktionen

Mehr

Element. Verbindung. Reinstoff. Gemisch

Element. Verbindung. Reinstoff. Gemisch Element Reinstoff, der chemisch nicht mehr zersetzt werden kann dessen Teilchen (Atome oder Moleküle) aus einer einzigen Atomart (gleiche Ordnungszahl) besteht Verbindung = Reinstoff, der sich in Elemente

Mehr

Vorbereitung: Eigenschaften elektrischer Bauelemente

Vorbereitung: Eigenschaften elektrischer Bauelemente Vorbereitung: Eigenschaften elektrischer Bauelemente Marcel Köpke & Axel Müller 15.06.2012 Inhaltsverzeichnis 1 Grundlagen 3 2 Aufgaben 7 2.1 Temperaturabhängigkeit............................ 7 2.2 Kennlinien....................................

Mehr

Elektrischen Phänomene an Zellmembranen

Elektrischen Phänomene an Zellmembranen Konzeptvorlesung 17/18 1. Jahr Block 1 Woche 4 Physikalische Grundlagen der Bioelektrizität Physik PD Dr. Hans Peter Beck Laboratorium für Hochenergiephysik der niversität Bern HPB11 1 Elektrischen Phänomene

Mehr

Glühfaden Taschenlampe Durch den Glühfaden einer Taschenlampe fliesst ein Strom von Lampe ist 5 Minuten eingeschaltet.

Glühfaden Taschenlampe Durch den Glühfaden einer Taschenlampe fliesst ein Strom von Lampe ist 5 Minuten eingeschaltet. 1 ASE 2.1.1 Glühfaden Taschenlampe Durch den Glühfaden einer Taschenlampe fliesst ein Strom von Lampe ist 5 Minuten eingeschaltet. a) Welche Ladung bewegt sich durch den Glühfaden? b) Welcher Elektronenzahl

Mehr

Chemische Bindung. Wie halten Atome zusammen? Welche Atome können sich verbinden? Febr 02

Chemische Bindung. Wie halten Atome zusammen? Welche Atome können sich verbinden? Febr 02 Chemische Bindung locker bleiben Wie halten Atome zusammen? positiv Welche Atome können sich verbinden? power keep smiling Chemische Bindung Die chemischen Reaktionen spielen sich zwischen den Hüllen der

Mehr

Physik für Studierende der Biologie und Chemie Universität Zürich, HS 2009, U. Straumann Version 21. Februar 2010. 5.3 Stationäre elektrische Ströme

Physik für Studierende der Biologie und Chemie Universität Zürich, HS 2009, U. Straumann Version 21. Februar 2010. 5.3 Stationäre elektrische Ströme Physik für Studierende der Biologie und Chemie Universität Zürich, HS 2009, U. Straumann Version 21. Februar 2010 nhaltsverzeichnis 5.3 Stationäre elektrische Ströme.......................... 5.1 5.3.1

Mehr

+ O. Die Valenzelektronen der Natriumatome werden an das Sauerstoffatom abgegeben.

+ O. Die Valenzelektronen der Natriumatome werden an das Sauerstoffatom abgegeben. A Oxidation und Reduktion UrsprÄngliche Bedeutung der Begriffe UrsprÅnglich wurden Reaktionen, bei denen sich Stoffe mit Sauerstoff verbinden, als Oxidationen bezeichnet. Entsprechend waren Reaktionen,

Mehr

Thema: Chemische Bindungen Wasserstoffbrückenbindungen

Thema: Chemische Bindungen Wasserstoffbrückenbindungen Wiederholung der letzten Vorlesungsstunde: Thema: Chemische Bindungen Wasserstoffbrückenbindungen Wasserstoffbrückenbindungen, polare H-X-Bindungen, Wasser, Eigenschaften des Wassers, andere Vbg. mit H-Brücken

Mehr

FK06 Elektrische Leitfähigkeit

FK06 Elektrische Leitfähigkeit FK06 Elektrische Leitfähigkeit in Metallen, Halbleitern und Supraleitern Vorausgesetzte Kenntnisse: Boltzmann- und Fermi-Dirac-Statistik, Bänderschema für Metalle, undotierte und dotierte Halbleiter, grundlegende

Mehr

Werkstoffkunde Chemische Bindungsarten

Werkstoffkunde Chemische Bindungsarten Folie 1/27 Die Elektronen auf der äußersten Schale eines Atoms (Außenelektronen oder Valenzelektronen genannt) bestimmen maßgeblich die chemischen Eigenschaften. Jedes Atom hat dabei das Bestreben die

Mehr

Experimentalphysik II Strom und Magnetismus

Experimentalphysik II Strom und Magnetismus Experimentalphysik II Strom und Magnetismus Ferienkurs Sommersemester 2009 Martina Stadlmeier 08.09.2009 Inhaltsverzeichnis 1 Der elektrische Strom 2 1.1 Stromdichte................................. 2

Mehr

Versuch 21. Der Transistor

Versuch 21. Der Transistor Physikalisches Praktikum Versuch 21 Der Transistor Name: Christian Köhler Datum der Durchführung: 07.02.2007 Gruppe Mitarbeiter: Henning Hansen Assistent: Jakob Walowski testiert: 3 1 Einleitung Der Transistor

Mehr

Grundlagen. Maximilian Ernestus Waldorfschule Saarbrücken

Grundlagen. Maximilian Ernestus Waldorfschule Saarbrücken Grundlagen Maximilian Ernestus Waldorfschule Saarbrücken 2008/2009 Inhaltsverzeichnis 1 Chemische Elemente 2 2 Das Teilchenmodell 3 3 Mischungen und Trennverfahren 4 4 Grundgesetze chemischer Reaktionen

Mehr

Chemie für Biologen. Vorlesung im. WS 2004/05 V2, Mi 10-12, S04 T01 A02. Paul Rademacher Institut für Organische Chemie der Universität Duisburg-Essen

Chemie für Biologen. Vorlesung im. WS 2004/05 V2, Mi 10-12, S04 T01 A02. Paul Rademacher Institut für Organische Chemie der Universität Duisburg-Essen Chemie für Biologen Vorlesung im WS 200/05 V2, Mi 10-12, S0 T01 A02 Paul Rademacher Institut für Organische Chemie der Universität Duisburg-Essen (Teil : 03.11.200) MILESS: Chemie für Biologen 66 Chemische

Mehr

Vorlesung 3: Elektrodynamik

Vorlesung 3: Elektrodynamik Vorlesung 3: Elektrodynamik, georg.steinbrueck@desy.de Folien/Material zur Vorlesung auf: www.desy.de/~steinbru/physikzahnmed georg.steinbrueck@desy.de 1 WS 2015/16 Der elektrische Strom Elektrodynamik:

Mehr

2 Diode. 2.1 Formelsammlung. Diffusionsspannung Φ i = kt q ln N AN D n 2 i (2.1) Überschussladungsträgerdichten an den Rändern der Raumladungszone

2 Diode. 2.1 Formelsammlung. Diffusionsspannung Φ i = kt q ln N AN D n 2 i (2.1) Überschussladungsträgerdichten an den Rändern der Raumladungszone 2 Diode 2.1 Formelsammlung Diffusionsspannung Φ i = kt q ln N AN D n 2 i (2.1) Überschussladungsträgerdichten an den Rändern der Raumladungszone ( q ) ] p n( n )=p n0 [ep kt U pn 1 bzw. (2.2) ( q ) ] n

Mehr

Elektrizitätslehre und Magnetismus

Elektrizitätslehre und Magnetismus Elektrizitätslehre und Magnetismus Othmar Marti 26. 05. 2008 Institut für Experimentelle Physik Physik, Wirtschaftsphysik und Lehramt Physik Seite 2 Physik Klassische und Relativistische Mechanik 26. 05.

Mehr

Spezifische Erstarrungs- und Verdampfungsenthalpie des Wassers (Latente Wärme)

Spezifische Erstarrungs- und Verdampfungsenthalpie des Wassers (Latente Wärme) Spezifische Erstarrungs- und Verdapfungsenthalpie des Wassers (Latente Wäre) Stichworte: Erster Hauptsatz der Therodynaik, Kalorieter, Phasenuwandlung, Latente Wäre 1 Grundlagen Solange ein cheisch einheitlicher

Mehr

Elektrostatik. Elektrische Ladung. Reiben von verschiedenen Materialien: Kräfte treten auf, die auf Umgebung wirken

Elektrostatik. Elektrische Ladung. Reiben von verschiedenen Materialien: Kräfte treten auf, die auf Umgebung wirken Elektrostatik 1. Ladungen Phänomenologie 2. Eigenschaften von Ladungen i. Arten ii. Quantisierung iii. Ladungserhaltung iv.ladungstrennung v. Ladungstransport 3. Kräfte zwischen Ladungen, quantitativ 4.

Mehr

Eigenleitung von Germanium

Eigenleitung von Germanium Eigenleitung von Germanium Fortgeschrittenen Praktikum I Zusammenfassung In diesem Versuch wird an einem undotierten Halbleiter die Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit bestimmt. Im Gegensatz

Mehr

Grundwissen Chemie 9. Jahrgangsstufe Sprachlicher Zweig

Grundwissen Chemie 9. Jahrgangsstufe Sprachlicher Zweig Grundwissen Chemie 9. Jahrgangsstufe Sprachlicher Zweig 1. Stoffeigenschaften und modell a) modell Alle Stoffe bestehen aus kleinsten Die eines Stoffes sind untereinander gleich. Die verschiedener Stoffe

Mehr

Erläutere den CO 2 -Nachweis. Definiere den Begriff exotherme Reaktion und zeichne ein passendes Energiediagramm. Grundwissenskatalog Chemie 8 NTG

Erläutere den CO 2 -Nachweis. Definiere den Begriff exotherme Reaktion und zeichne ein passendes Energiediagramm. Grundwissenskatalog Chemie 8 NTG Erläutere den CO 2 -Nachweis. Wird das Gas in Kalkwasser (Ca(OH) 2 ) eingeleitet bildet sich ein schwerlöslicher Niederschlag von Calciumcarbonat (CaCO 3 ). Abgabe von innerer Energie (Wärme, Knall,...)

Mehr

F Das Periodensystem. Allgemeine Chemie 26

F Das Periodensystem. Allgemeine Chemie 26 Allgemeine Chemie 6 F Das Periodensystem Aufgestellt von Mendelejew und Meyer 1869 (rein empirisch!) Perioden in Zeilen: mit jeder Periode erhöht sich die auptquantenzahl der äußeren Schale (s-rbital)

Mehr

Bandabstand von Germanium

Bandabstand von Germanium von Germanium Stichworte: Leitfähigkeit, Bändermodell der Halbleiter, Eigenleitung, Störstellenleitung, Dotierung Einführung und Themenstellung Sehr reine, undotierte Halbleiter verhalten sich bei sehr

Mehr

Plasma-elektrolytisches Polieren von Metallen

Plasma-elektrolytisches Polieren von Metallen Plasmaelektrolytisches Polieren von Metallen Meyer, W.; Adamitzki, W.; Unger, M. Einführung in die Elektrochemie Technologiepark Lauta 2. Dezember 2005 BECKMANNINSTITUT für Technologieentwicklung e.v.

Mehr

B II 7 Leitfähigkeit in lonenkristallen

B II 7 Leitfähigkeit in lonenkristallen B II 7 Leitfähigkeit in lonenkristallen Die elektrische Leitfähigkeit von festen Stoffen ist von den Metallen (1 6 Ohm -1 cm -1 ) bis zum Quarz (1-18 Ohm -1 cm -1 ) bei Zimmertemperatur über 24 bis 25

Mehr

Grundwissen Chemie 8I

Grundwissen Chemie 8I 1) Stoffe, Experimente Chemie ist die Lehre von den Stoffen, ihren Eigenschaften, ihrem Aufbau, ihren Veränderungen und ihrer Herstellung. Einfache Möglichkeiten der Stofferkennung (Farbe, Glanz, Kristallform,

Mehr

Verschiedene feste Stoffe werden auf ihre Leitfähigkeit untersucht, z.b. Metalle, Holz, Kohle, Kunststoff, Bleistiftmine.

Verschiedene feste Stoffe werden auf ihre Leitfähigkeit untersucht, z.b. Metalle, Holz, Kohle, Kunststoff, Bleistiftmine. R. Brinkmann http://brinkmann-du.de Seite 1 26/11/2013 Leiter und Nichtleiter Gute Leiter, schlechte Leiter, Isolatoren Prüfung der Leitfähigkeit verschiedener Stoffe Untersuchung fester Stoffe auf ihre

Mehr

Elektrischer Widerstand als Funktion der Temperatur

Elektrischer Widerstand als Funktion der Temperatur V10 Elektrischer Widerstand als Funktion der Temperatur 1. Aufgabenstellung 1.1 Messung Sie den elektrischen Widerstand vorgegebener Materialien als Funktion der Temperatur bei tiefen Temperaturen. 1.2

Mehr

3. Stromtransport in Gasen i) Erzeugung von Ladungsträgern ii) Unselbständige Entladung iii) Selbständige Entladung

3. Stromtransport in Gasen i) Erzeugung von Ladungsträgern ii) Unselbständige Entladung iii) Selbständige Entladung Netz Hochspannung 0 1 0 20 Elektrische Leitung 1. Leitungsmechanismen Bändermodell 2. Ladungstransport in Festkörpern i) Temperaturabhängigkeit Leiter ii) Eigen- und Fremdleitung in Halbleitern iii) Stromtransport

Mehr

Die Einheit der Atommasse m ist u. Das ist der 12. Teil der Masse eines Kohlenstoffatoms. 1 u = 1,6608 * 10-27 kg m(h) = 1 u

Die Einheit der Atommasse m ist u. Das ist der 12. Teil der Masse eines Kohlenstoffatoms. 1 u = 1,6608 * 10-27 kg m(h) = 1 u Analytische Chemie Stöchiometrie Absolute Atommasse Die Einheit der Atommasse m ist u. Das ist der 12. Teil der Masse eines Kohlenstoffatoms. 1 u = 1,6608 * 10-27 kg m() = 1 u Stoffmenge n Die Stoffmenge

Mehr

GRUNDWISSEN CHEMIE 9 - MuG erstellt von der Fachschaft Chemie

GRUNDWISSEN CHEMIE 9 - MuG erstellt von der Fachschaft Chemie Christian-Ernst-Gymnasium Am Langemarckplatz 2 91054 ERLANGEN GRUNDWISSEN CHEMIE 9 - MuG erstellt von der Fachschaft Chemie C 9.1 Stoffe und Reaktionen Reinstoff Element Kann chemisch nicht mehr zerlegt

Mehr

Element. Verbindung. Reinstoff. homogenes Gemisch

Element. Verbindung. Reinstoff. homogenes Gemisch Element Reinstoff, der chemisch nicht mehr zersetzt werden kann und dessen Teilchen(Atome oder Moleküle) aus einer einzigen Atomart (d.h. Teilchen mit gleicher Ordnungszahl) besteht. Verbindung Reinstoff,

Mehr

Atombau, Periodensystem der Elemente

Atombau, Periodensystem der Elemente Seminar zum Brückenkurs Chemie 2015 Atombau, Periodensystem der Elemente Dr. Jürgen Getzschmann Dresden, 21.09.2015 1. Aufbau des Atomkerns und radioaktiver Zerfall - Erläutern Sie den Aufbau der Atomkerne

Mehr

= e kt. 2. Halbleiter-Bauelemente. 2.1 Reine und dotierte Halbleiter 2.2 der pn-übergang 2.3 Die Diode 2.4 Schaltungen mit Dioden

= e kt. 2. Halbleiter-Bauelemente. 2.1 Reine und dotierte Halbleiter 2.2 der pn-übergang 2.3 Die Diode 2.4 Schaltungen mit Dioden 2. Halbleiter-Bauelemente 2.1 Reine und dotierte Halbleiter 2.2 der pn-übergang 2.3 Die Diode 2.4 Schaltungen mit Dioden Zu 2.1: Fermi-Energie Fermi-Energie E F : das am absoluten Nullpunkt oberste besetzte

Mehr

Energieumsatz bei Phasenübergang

Energieumsatz bei Phasenübergang Energieumsatz bei Phasenübergang wenn E Vib > E Bindung schmelzen verdampfen Q Aufbrechen von Bindungen Kondensation: Bildung von Bindungen E Bindung Q E Transl. E Bindung für System A B durch Stöße auf

Mehr

Erwin Riedel, Christoph Jan. Übungsbuch. Allgemeine und Anorganische Chemie. 3. Auflage DE GRUYTER

Erwin Riedel, Christoph Jan. Übungsbuch. Allgemeine und Anorganische Chemie. 3. Auflage DE GRUYTER Erwin Riedel, Christoph Jan Übungsbuch Allgemeine und Anorganische Chemie 3. Auflage DE GRUYTER Isolatoren Orbitale Elektronenaffinität Halbleiter Lewis-Formeln Leuchtdioden Formale Fragen 1. Atombau 3

Mehr

Ferienkurs - Experimentalphysik 2

Ferienkurs - Experimentalphysik 2 Technische Universität München Department of Physics Ferienkurs - Experimentalphysik 2 Montag Daniel Jost Datum 20/08/202 Inhaltsverzeichnis Einleitung 2 Mathematische Grundlagen 3 Die Maxwellgleichungen

Mehr

Elektrotechnik für MB

Elektrotechnik für MB Elektrotechnik für MB Gleichstrom Elektrische und magnetische Felder Wechsel- und Drehstrom Grundlagen und Bauelemente der Elektronik Studium Plus // IW-MB WS 2015 Prof. Dr. Sergej Kovalev 1 Ziele 1. Gleichstrom:

Mehr

1. Stoffe und Eigenschaften

1. Stoffe und Eigenschaften 1. Stoffe und Eigenschaften Chemischer Vorgang Stoffänderung, keine Zustandsänderung Physikalischer Vorgang Lösung Zustandsänderung, keine Stoffänderung (z.b. Lösen, Aggregatzustände,...) Homogenes Gemisch

Mehr

11. Elektrischer Strom und Stromkreise

11. Elektrischer Strom und Stromkreise nhalt 11. Elektrischer Strom und Stromkreise 11.1 Elektrischer Strom und Stromdichte 11.2 Elektrischer Widerstand 11.3 Elektrische Leistung in Stromkreisen 11.4 Elektrische Schaltkreise 11.5 Amperemeter

Mehr

Grundlagen der Elektronik

Grundlagen der Elektronik Grundlagen der Elektronik Wiederholung: Elektrische Größen Die elektrische Stromstärke I in A gibt an,... wie viele Elektronen sich pro Sekunde durch den Querschnitt eines Leiters bewegen. Die elektrische

Mehr

Stabmagnete haben 2 verschiedene Enden, den sog. Nord- und den Südpol. Nordpol zieht Südpol an, gleichnamige Pole stoßen sich ab.

Stabmagnete haben 2 verschiedene Enden, den sog. Nord- und den Südpol. Nordpol zieht Südpol an, gleichnamige Pole stoßen sich ab. 13 8 Magnetostatik 8.1 Qualitatives Neben der Gravitationskraft und der elektrostatischen Kraft stellt an i Alltag eine weitere Kraft fest, die sowohl zwischen zwei elektrischen Ströen als auch zwischen

Mehr

IV. Elektrizität und Magnetismus

IV. Elektrizität und Magnetismus IV. Elektrizität und Magnetismus IV.2. Elektrische Ströme Physik für Mediziner 1 Elektrischer Strom Ein elektrischer Strom fließt, wenn sich Ladungsträger in einer Vorzugsrichtung bewegen. Der Strom I

Mehr

Dieter Suter - 228 - Physik B

Dieter Suter - 228 - Physik B Dieter Suter - 228 - Physik B 4.5 Erzwungene Schwingung 4.5.1 Bewegungsgleichung In vielen Fällen schwingt ein Syste nicht frei, sondern an führt ih von außen Energie zu, inde an eine periodische Kraft

Mehr

Martin Raiber 21.02.07 Elektrolyse: Strom - Spannungskurven

Martin Raiber 21.02.07 Elektrolyse: Strom - Spannungskurven Martin Raiber 21.02.07 Elektrolyse: Strom - Spannungskurven Geräte: U-Rohr, verschiedene Platin-Elektroden (blank, platiniert), Graphit-Elektroden, spannungsstabilisierte Gleichspannungsquelle, CASSY-Spannungs/Stromstärkemessgerät

Mehr

Elektrolytische Leitfähigkeit

Elektrolytische Leitfähigkeit Elektrolytische Leitfähigkeit 1 Elektrolytische Leitfähigkeit Gegenstand dieses Versuches ist der Zusammenhang der elektrolytischen Leitfähigkeit starker und schwacher Elektrolyten mit deren Konzentration.

Mehr

Anorganische Chemie III

Anorganische Chemie III Seminar zu Vorlesung Anorganische Chemie III Wintersemester 01/13 Christoph Wölper Universität Duisburg-Essen Koordinationszahlen Ionenradien # dichteste Packung mit 1 Nachbarn -> in Ionengittern weniger

Mehr

E:\VORL\VORL_MUC\WSPOT\ws01_02\vorl12\ELEK_01_12.docBibliothek Seite 1 22.11.01 4. Geoelektrik und Elektromagnetik

E:\VORL\VORL_MUC\WSPOT\ws01_02\vorl12\ELEK_01_12.docBibliothek Seite 1 22.11.01 4. Geoelektrik und Elektromagnetik E:\VORL\VORL_MUC\WSPOT\ws01_02\vorl12\ELEK_01_12.docBibliothek Seite 1 4. Geoelektrik und Elektromagnetik 4.1 Literatur, Allgemeines 4.1.1 Literatur Literaturliste im Skript, Allgemeine Lehrbücher der

Mehr

Material: Eigenschaften und Klassifizierung

Material: Eigenschaften und Klassifizierung Material: Eigenschaften und Klassifizierung 2 2.1 Metalle Metalle und Metall-Legierungen sind in der Elektrotechnik die wichtigsten elektrisch leitfähigen Materialien. Bei metallischen Leitern kann man

Mehr

Elektrik Grundlagen 1

Elektrik Grundlagen 1 Elektrik Grundlagen. Was versteht man unter einem Stromlaufplan? Er ist die ausführliche Darstellung einer Schaltung in ihren Einzelheiten. Er zeigt den Stromverlauf der Elektronen im Verbraucher an. Er

Mehr

ELEKTROCHEMIE. Elektrischer Strom: Fluß von elektrischer Ladung. elektrolytische (Ionen) Zwei Haupthemen der Elektrochemie.

ELEKTROCHEMIE. Elektrischer Strom: Fluß von elektrischer Ladung. elektrolytische (Ionen) Zwei Haupthemen der Elektrochemie. ELEKTROCHEMIE Elektrischer Strom: Fluß von elektrischer Ladung Elektrische Leitung: metallische (Elektronen) elektrolytische (Ionen) Zwei Haupthemen der Elektrochemie Galvanische Zellen Elektrolyse Die

Mehr

Physik für Mediziner im 1. Fachsemester

Physik für Mediziner im 1. Fachsemester Physik für Mediziner im 1. Fachsemester #17 14/11/2008 Vladimir Dyakonov dyakonov@physik.uni-wuerzburg.de Laden eines Kondensators Aufladen erfolgt durch eine Spannungsquelle, z.b. Batterie, die dabei

Mehr

Beispielklausur 2 - Halbleiterbauelemente. Aufgabe 1: Halbleiterphysik I Punkte

Beispielklausur 2 - Halbleiterbauelemente. Aufgabe 1: Halbleiterphysik I Punkte Aufgabe 1: Halbleiterphysik I 1.1) Skizzieren Sie (ausreichend groß) das Bändermodell eines n-halbleiters. Zeichnen Sie das Störstellenniveau, das intrinsische Ferminiveau und das Ferminiveau bei Raumtemperatur,

Mehr

Grundwissen Chemie 8. Jahrgangsstufe G8

Grundwissen Chemie 8. Jahrgangsstufe G8 Grundwissen Chemie 8. Jahrgangsstufe G8 1. Stoffeigenschaften und Teilchenmodell - Teilchenmodell: Alle Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen, am einfachsten aus Kugeln (Kugelteilchenmodell). Die Teilchen

Mehr

Grundlagen der. Elektrizitätslehre. (Erläuterungen)

Grundlagen der. Elektrizitätslehre. (Erläuterungen) Ausgabe 2008-03 Grundlagen der Elektrizitätslehre (Erläuterungen) Die Elektrizitätslehre ist das Teilgebiet der Physik, in welchem die Eigenschaften und Gesetzmäßigkeiten ruhender und bewegter elektrischer

Mehr

IIE3. Modul Elektrizitätslehre II. Faraday-Konstante

IIE3. Modul Elektrizitätslehre II. Faraday-Konstante IIE3 Modul Elektrizitätslehre II Faraday-Konstante Bei diesem Versuch soll mit Hilfe eines Coulombmeters die FARADAY- Konstante bestimmt werden. Das Coulombmeter besteht aus drei Kupferelektroden die in

Mehr

Formelsammlung Baugruppen

Formelsammlung Baugruppen Formelsammlung Baugruppen RCL-Schaltungen. Kondensator Das Ersatzschaltbild eines Kondensators C besteht aus einem Widerstand R p parallel zu C, einem Serienwiderstand R s und einer Induktivität L s in

Mehr

Fachhochschulreifeprüfung an Fachoberschulen und Berufsoberschulen 2003 (Bayern) Physik: Aufgabe III

Fachhochschulreifeprüfung an Fachoberschulen und Berufsoberschulen 2003 (Bayern) Physik: Aufgabe III Fachhochchulreifeprüfung an Fachoberchulen und Berufoberchulen 3 (Bayern) Phyik: Aufgabe III. Für alle Körper, die ich antrieblo auf einer Kreibahn it de Radiu R und der Ulaufdauer T u ein Zentralgetirn

Mehr