tk87.de RSS

gesponserte Links

Elektrische Spannung und Strom

  • verfasst von: Keine Kommentare vorhanden
    Letzte Änderung: Mai 20, 2010

    Thema der Stunde: Elektrische Spannung und Strom

    Elektrische Spannung

    Elektrische Spannung entsteht durch Ladungstrennung

    1. Das Ausgleichsbestreben getrennter Ladungen ist die elektrische Spannung
    2. Die Spannung ist umso größer, je mehr Arbeit pro Ladung aufgewendet wurde.

    Definition der elektrischen Spannung

    • U=W/Q                                Q = elektrische Ladung

    W = aufgewendete Arbeit

    [U] = 1V (Volt)

    Übung: Bei der Erzeugung einer Spannung wird zum Verschieben der Ladung Q=30µC eine Arbeit von W=0,36 mNm aufgewendet. Berechne die entstehende Spannung.

    U = 0,36mNm/30 µC

    U = 0,36 • 10-3 Nm/30 • 10-6C

    U = 12V

    Arten der Spannungserzeugung

    • Ø Licht  → Fotoelement

    Induktion → Dynamo, Generator

    Chemische Wirkung → Batterien/Akkumulatoren

    Reibung → elektrostatische Aufladung (meist ungewollt)

    Kristallverformung → Feuerzeug, Drucksensoren

    Wärme → Thermoelemente

    Aufbau einer Spannungsquelle

    spannungsquelle

    • Gleichstromnetzteil (regelbar)

    Elektrischer Strom

    Definition des elektrischen Stroms

    • Die elektrische Stromstärke I ist die durch eine Leiterquerschnitt bewegte Ladung Q pro Zeit t

    I = Q/t              [I] = 1A (Ampere) = C/s = As/s

    Übung: Bei der Entladung eines Elektronenblitzes fließt während der Zeit t = 2ms die Ladung Q = 0,24As Berechnen sie

    a)           die Stromstärke I

    b)           die Anzahl n der Elementarladung in 2ms

    zu a)   I = 0,24As/2ms = 0,24 As/2 • 10-3s  = 120A

    zu b)  Q = n • e

    n = Q/e = 0,24As/-12,602 • 10-19 As

    n = 1,498 • 1018

    • Elektronengeschwindigkeit im Leiter beträgt 0,1 bis 10 mm/s

    Die Stromrichtung

    stromrichtung

    Wirkung des elektrischen Stroms

    1. Wärmewirkung (Anwendung: Elektroheizung, Fön, Herd, Schmelzsicherung)

    2. Magnetische Wirkung (Anwendung: Elektromotor, Relais, Elektromagnet)

    3. Lichtwirkung (Anwendung: Glühbirne, Leuchtdioden, Leuchtstoffröhren)

    4. Chemische Wirkung (Anwendung: Elektrolyse, Galvanotechnik)

    5. Physikalische Wirkung (Anwendung: Elektromedizin)

    Stromarten

    • Eine Spannungsquelle unterscheidet sich nach Wechselspannung/Wechselstrom und Gleichspannung/Gleichstrom. Wenn von einer Energiequelle gesprochen wird, dann spielt es keine Rolle ob es sich um eine Gleichspannungsquelle oder Gleichstromquelle handelt. Es ist das Selbe gemeint: Es liegt eine Gleichspannung an und es fließt ein Gleichstrom.
      Bei Wechselspannung und Wechselstrom ist es genauso. Es liegt eine Wechselspannung an und es fließt ein Wechselstrom.


    Gleichstrom / Gleichspannung

    Definition: Gleichstrom ist ein Strom der ständig mit der gleichen Stärke in die gleiche Richtung (Polung) fließt.
    Anwendung: Verstärker, Kleinspannungsschaltungen mit Halbleiterbauelementen, Relais und integrierten Schaltkreisen.

    Diagramm:

    Wechselstrom / Wechselspannung

    Definition: Wechselstrom ist ein Strom, der ständig seine Größe und Richtung

    ändert.

    Anwendung: Übertragung von Energie über weite Strecken (Hochspannung).

    Diagramm:

    Mischstrom / Mischspannung

    Definition: Mischstrom ist ein Strom, der einen Gleichstrom- und einen Wechselstromanteil hat.
    Mischspannungen setzen sich aus einer Gleich- und einer Wechselspannung zusammen.
    Anwendung: Modulation, Wechselstromverstärkung

    Diagramm:

    gleichstrom-wechselstrom

gesponserte Links

Schreibe einen Kommentar!