Tutorium der Grund- und Angleichungsvorlesung Physik. Elektrizität.

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1 1 Tutorium der Grund- und Angleichungsvorlesung Physik. Elektrizität. WS 17/18 1. Sem. B.Sc. LM-Wissenschaften Diese Präsentation ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung Nichtkommerziell Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International Lizenz

2 2 Themen 7. Fluide 8. Rotation 9. Schwingungen 10. Elektrizität 11. Optik 12. Radioaktivität

3 ELEKTRIZITÄT (ELEKTRODYNAMIK)

4 10.5 Konstantan: Aufgabe 20 Aus Konstantandraht soll eine Spule mit einem Widerstand R = 25 Ω gewickelt werden. Welche Stromstärke in A wird gemessen, wenn die Spule an eine Spannung U = 40 V angeschlossen wird?

5 Widerstände: Aufgabe a. Drei Widerstände mit je R = 300 Ω sind in Reihe geschaltet. Berechnen Sie den Gesamtwiderstand R Ges. b. Drei Widerstände mit je R = 300 Ω sind parallel geschaltet. Berechnen Sie den Gesamtwiderstand R Ges.

6 10.7 Parallelschaltung: Aufgabe 25 Zwei Glühlampen mit der Leistung P = 40 W werden parallel an eine Spannungsquelle von U = 230 V geschaltet. Berechnen Sie den Gesamtwiderstand.

7 10.8 Reihenschaltung: Aufgabe 28 Zwei Glühlampen mit der Leistung P = 40 W werden in Reihe an eine Spannungsquelle von U = 230 V geschaltet. Berechnen Sie die umgesetzte Leistung.

8 Wechselstrom: Aufgabe Eine elektrische Wechselstromleitung der Spannung U = 230 V ist mit einer Sicherung der Stromstärke I = 16 A abgesichert. Welche elektrische Leistung in kw kann maximal angenommen werden?

9 10.10 Destillieranlage: Aufgabe 33 Eine Destillieranlage arbeitet mit einer Leistung von p = 2,42 kw. Welchen Widerstand muss die elektrische Heizung bei einer Spannung von U = 230 V haben?

10 Kapazität: Aufgabe (*) a. Wie sehen die Graphen vom Laden und Entladen einer Kapazität aus? b. Was geschieht beim Laden einer Kapazität? c. Zu welchem Zeitpunkt t geht die Spannung U beim Entladen und beim Laden eines Kondensators gegen U = 0 V?

11 Kondensator, Entladevorgang: Aufgabe (**) Ein Kondensator wird an eine Gleichspannung U = 230 V angelegt. Er kann eine maximale Ladung von Q = C aufnehmen. Dem Entladevorgang setzt er einen Widerstand R = 2 Ω entgegen. a. Berechnen Sie die Kapazität C und die Zeitkonstante τ des Kondensators. b. Wann ist die Spannung auf U = 10 V abgefallen? c. Wann ist die Spannung U theoretisch bzw. praktisch auf 0V abgefallen?

12 10.13 Kondensator, Aufladevorgang: Aufgabe (**) 43 a) Wie groß ist die Spannung U zum Zeitpunkt t 0s; t t s; t = ; t = 6s; t =10s; t =5 s, wenn = 3s und U = 10V b) Skizzieren Sie die Ladekurve. c) Berechnen Sie τ für t = 6 s. d) Wann ist der Kondensator zu 25% geladen? 0

13 10.14 Kapazität: Aufgabe 49 Wie groß ist die im elektrischen Feld eines Plattenkondensators mit der elektrischen Kapazität C = 2 μf gespeicherte Energie in mws, der mit einer Spannung U = 400 V aufgeladen wurde?

14 Kondensator, Energie: Aufgabe (**) Ein Kondensator wird entladen, nachdem er zuvor bei einer Spannung von U = 230 V und über einen Widerstand von R = 240 Ω aufgeladen wurde. Die Zeitkonstante τ beträgt 7 s. Wie viel Energie wird bei diesem Entladevorgang frei? Geben Sie das Ergebnis sowohl in J als auch in kj in wissenschaftlicher Schreibweise mit drei Nachkommastellen an!

15 Magnetische Kraft: Aufgabe (*) Sie haben ein Magnetfeld, dass aus der Papierebene herauszeigt. Darin bewegen sich Teilchen in der Papierebene nach oben. In welche Richtung wird ein a. Elektron b. Proton c. Neutron abgelenkt? Benennen Sie auch, was für eine Form die Bahn der Teilchen hat.

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