Elektrotechnik Formelsammlung v1.2

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1 Inhaltsverzeichnis 3. Das Coulombsches Gesetz Elementarladung Elektrische Arbeit Elektrische Feldstärke Elektrische Spannung Ladung Q Kondensatoren-Gesetz Gespeicherte Energie in Kondensatoren Elektrische Stromstärke Elektrische Leistung Elektrische Widerstände (Ohmsches Gesetz) Schaltung von Widerständen (Ersatzwiderstand) Serienschaltung Parallelschaltung Batterien Laufzeit-Berechnung...8 Ramy Hasan von

2 3. Das Coulombsches Gesetz F Kraft Newton [N] Konstante Elektrische Feldkonstante C Vm Q Q 2 Absolute Betrag Elektrische Ladung Coulomb [C] r 2 Radius bzw. Distanz Meter [m] F= 4 0 Q Q 2 r 2 F Q Q 2 r F Q=I t Hinweis: C = As 3.. Elementarladung e =,6022 * 0 9 C 32. Elektrische Arbeit W Elektrische Arbeit Joule [J] P Elektrische Leistung [kwh] t Zeit Sekunde [s] U Elektrische Spannung Volt [V] W =P t W =U I t 33. Elektrische Feldstärke E Elektrische Feldstärke Volt Meter F Kraft Newton [N] q Probeladung Coulomb [C] d Distanz oder Strecke zwischen zwei Platten Meter [m] [ V m ] E= F q Oder E= U d Ramy Hasan 2 von

3 34. Elektrische Spannung U Elektrische Spannung Volt [V] W Verschiebguns-Arbeit Joule [J] E Elektrische Energie [kwh] Q Ladung Coulomb [C] s Strecke Meter [m] U= W Q W=U Q Oder U= E Q E=U Q U=E s U=R I MERKE: 3.6MJ = kwh Elektrische Spannung zwischen zwei Punkten A und B U BA = U AB 34.. Ladung Q Q Ladung Coulomb [C] N Gesamtmasse der Elektronen e Elementarladung,6022 * 0 9 C C Kapazität Farad [F] d Strecke bzw. Distanz Meter [m] 0 Elektrische Feldkonstante z.b.kg Elektronen N= Elektronen Masse = kg kg = m e kg = Q=N e= Daraus könne man die Elektrische Energie berechnen C Vm E=U Q Q=I t MERKE: 3.6MJ = kwh Kondensatoren-Gesetz Q=C U C= 0 A d Gespeicherte Energie in Kondensatoren E c = 2 C U 2 = 2 Q2 C Ramy Hasan 3 von

4 35. Elektrische Stromstärke I Elektrische Stromstärke Ampere [A] Q Ladung Coulomb [C] t Zeit Sekunde [s] I= Q t I= U R 38. Elektrische Leistung P Elektrische Leistung Watt [W] U Elektrische Spannung Volt [V] R Elektrische Widerstand Ohm [ ] I Elektrische Stromstärke Ampere [A] W Elektrische Arbeit Joule [J] t Zeit Sekunde [s] da U= W Q und I= Q t folgt: U I = Arbeit Ladung Ladung = Arbeit =Leistung Zeit Zeit P=U I P=R I 2 P= U 2 R P= W t Ramy Hasan 4 von

5 39. Elektrische Widerstände (Ohmsches Gesetz) R Elektrische Widerstand Ohm [ ] U Elektrische Spannung Volt [V] I Elektrische Stromstärke Ampere [A] R= U I Für Widerstands-Berechnung U=R I Für Spannungs-Berechnung I= U R Für Stromstärke-Berechnung Weitere Berechnungsarten des Widerstands: Widerstand in einem Draht ist proportional zu seiner Länge L und umgekehrt proportional zu seiner Querschnittsfläche A R Elektrische Widerstand Ohm [ ] L Länge Meter [m] A Fläche bzw. Querschnitt des Leiters Quadratmeter [ m 2 ] G e Spezifische elektrische Widerstand Leitwert Wird angegeben [ [ =S ] Leitfähigkeit m mm 2 S cm mm 2 m ] R= e L A R= L A G= R R= G = = Ramy Hasan 5 von

6 39.. Schaltung von Widerständen (Ersatzwiderstand) Serienschaltung I=Konstant R Ges. =R R 2 R 3 U Ges. =U U 2 U 3 Eigenschaften der Serienschaltung:. Was ist gleich: Stromstärke I=I =I 2 =I 3 2. Was ist von Interesse: Teilspannung [U] über Einzelwiderständen 3. Ersatzwiderstand: R Ers. =R R 2 R 3 4. Eigenschaft: Je mehr Widerstand [R], desto grösser Gesamtwiderstand [ R Ges. ], umso kleiner die Stromstärke [I] wird. I= U Ges. R Ges. Oder U =R I usw. Ramy Hasan 6 von

7 Parallelschaltung I Ges. =I I 2 I 3 R Ges. = R R 2 R 3 U Ges. =U 0 =U =U 2 =U 3 Eigenschaften der Parallelschaltung:. Was ist gleich: Spannung U Ges. =U 0 =U =U 2 =U 3 2. Was ist von Interesse: Aufteilung der Stromstärke [I] 3. Ersatzwiderstand: R Ers. = R R 2 R 3 4. Eigenschaft: Je mehr Widerstand [R], desto kleiner Gesamtwiderstand [ R Ges. ], umso grösser die Stromstärke [I] wird. Ramy Hasan 7 von

8 40.4. Batterien U K Oder U KL Klemmenspannung Volt [V] U 0 Oder U q Leelaufspannung Oder Quellenspannung Volt [V] I Stromstärke Ampere [A] R i Innerer Widerstand Ohm [ ] t Zeit Sekunde [s] Q Ladung Coulomb [C] U k =U 0 I R i Laufzeit-Berechnung t= Q I Ramy Hasan 8 von

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