Elektrizitätslehre III.
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- Bernt Rothbauer
- vor 5 Jahren
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1 Elekrzäslehre. Elekrscher Srom Srom Geordnee Bewegng der Ladngen Srom m Vakm Srom m Gas Srom n Flüssgke (Lösng Srom m Feskörper - Leer - Halbleer Srom n Halbleern Bändermodell: Ladngsrägern: Elekronen nd Löchern E 0 Aom Molekül Feskörper Valenzelekronen Valenzband
2 E 0 solaoren Aom Feskörper Lengsband ~ev >>(3/k Halbleer (rener Halbleer Lengsband ~0.eV > k Valenzband Valenzband Doere Halbleer Halbleer: S, Ge, (Spale V Donaor P, As (Spale V. Doere Halbleer Halbleer: S, Ge, (Spale V Akzepor B, Al (Spale. Donaornvea Akzepornvea n-yp p-yp
3 Halbleerdode Halbleerdode Bewegbar Wrkngen des Sromes Spannng nd Sromsärke Wärmewrkng hemsche Wrkng Magnesche Wrkng (Bologsche Wrkng (Lchwrkng
4 Parallelschalng von Wdersände ehenschalng von Wdersände p p p r r r Parallel- nd ehenschalng von Wdersänd A p Elekrscher Sromkres Elekrsche Schalelemene A ~ /A A ~ / p AA A Baere Wdersand Schaler l l ~ l r l l l r Spannngsqelle Lampe Kondensaor
5 Enfachser Sromkres z.b.: Leselampe: Srom- nd Spannngsmessng V Spannngsmessgerä n Parallelschalng A Srommessgerä n ehenschalng deale Spannngsqelle: Spannng s nabhängg der Sromsärke eelle Spannngsqelle: nnerer Wdersand 0 k k 0-0 : Leerlafspannng Elekromoorsche Kraf k : Klemmenspannng der Spannngsqelle 0 k 0 Jolesche Wärme nd Elekrsche Lesng K L K L K L Elekronenbewegng: Beschlengng, Zsammensoß Energeafnahme Energeabgabe
6 m Q Ladng gegen Spannng z ransporeren brach man WQ Energe. Wenn sch Q Ladng drch das elekrsche Feld beweg, gb das Feld WQ Energe ab. Dese Energe wrd n Wärme mgewandel. (Jol sche Wärme W De Elekrsche Lesng: W P Enhe: Wa WV A Zm Verglech: 0-40 W 5-00 mw W - kw ~00 W Krchoffsche Geseze. Krchoffsches Gesez: Knoenregel. Krchoffsches Gesez: Maschenregel Smme der Spannngen n ener Masche s 0 >0 < B - B 3 B 0 3 >0 4 <0 3 3 B - B 3 B 0
7 Kres Kondensaor n enem Sromkres: B m Glechgewchszsand: Ken Srom 0 (solaor zwschen den Plaen! > 0 > B - B Afladng des Kreses Se der Kondensaor ngeladen vor dem Enschalen des Schalers: 0 B Es gl z jedem Zepnk (: ( (- B 0 (Maschenregel B (( ( m Momen des Enschalens: B (0 (0 B B De Sromsärke annäher Nll asymposch. > annäher Nll asymposch. Q ΔQ Δ annäher B asymposch. B e τ τ B Q B e τ
8 Enladng des Kreses Se der Kondensaor vor dem Enschalen des Schalers afgeladen: (0 0 0 Q ( ( Maschenregel: (- (0 > ( ( ( ( Am Anfang der Enladng: (0 0 ( Q ΔQ - Δ ΔQ Δ Δ Δ ~ Δ Δ 0 τ 0 e τ Zekonsane Änderngsgeschwndgke der Spannng ( s proporonal zr. > Exponenalfnkon! e τ τ 0 e τ
9 Wechselspannng Scheelwer ( sn( ω Kresfreqenz: ωπ f f Wechselspannngskres ( sn( ω ( sn( ω P P max P max P max Drchschnlche Lesng: P max P Effekve Spannng: Effekve Sromsärke:
10 Kondensaor m Wechelsromkres ΔQ Δ Q Q sn( ω Δsn( ω cos( ω Δ Δsn( ω ω cos( ω Δ ω ω Kapazver Wdersand Zsammenfassng: nd n glecher Phase el sch m Verglech zm Wechselsromkres m Wdersand nd Kondensaor n Parallelschalng ω cos ( ω sn ( ω ω ω ω sn ( ω ϕ
11 mpedanz Z ( sn ϕ ω Z Z Zsammenfassng Z Z ehenschalng Parallelschalng p r L Schwngkres: Erzegng der elekromagneschen Schwngngen max 0 0 max Mechansche Analoge: Pendel E po E po E kn E kn E po E kn
12 dealer Schwngkres: L ngedämpfe Schwngng - max max Egenfreqenz: f π L esonanz! E po E po E kn E kn E po E kn eeller Schwngkres L Gedämpfe Schwngng Energeverls am Wdersand
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