Elektrotechnikunterricht/ Wichtige Gesetze

Ohmsches Gesetz

Durch das Ohmsche Gesetz kann man die Stromstärke I (Ampere) durch das Dividieren der Spannung U (Volt) durch den Widerstand R (Ω Ohm) berechnen.

$I={\frac {U}{R}}\,$

Durch Umstellen lassen sich zwei weitere Gleichungen erstellen:

$U=R\cdot I$

$R={\frac {U}{I}}\,$

Mittels dieser Gleichungen können nun auch die Spannung U durch das Multiplizieren des Widerstandes R mit der Stromstärke I und der Widerstand R durch Division der Spannung U durch die Stromstärke I berechnet werden.

Elektrische Leistung

Elektrische Leistung wird berechnet als Produkt aus Strom und Spannung.

$P=U\cdot I$

Weil $U=I\cdot R$ ist, kann man U ersetzen: $P=I^{2}\cdot R\,$

Weil $I={\frac {U}{R}}\,$ ist, kann man auch I ersetzen: $P={\frac {U^{2}}{R}}\,$ umgestellt nach Widerstand $R={\frac {U^{2}}{P}}$

Elektrische Energie

$W=P\cdot t=U\cdot I\cdot t$

W = Energie = Leistung $\cdot$ Zeit = Spannung $\cdot$ Strom $\cdot$ Zeit, wird gemessen in Ws (Wattsekunden) oder J (Joule).

wobei

$W\,$ : Die Energie in Ws

$P\,$ : Die Leistung in W

$t\,$ : Die Zeit in sek

3600 Wattsekunden = 1 Wattstunde, 1000 Wattstunden = 1 Kilowattstunde = 1 kWh

Feldenergie

Auch in elektrischen Feldern rechnet man mit der Energie:

Kondensator

$W={\frac {1}{2}}\cdot C\cdot U^{2}$,

wobei

$C\,$ : Kapazität in F (Farad)

$U\,$ : die anliegende elektrische Spannung in V

Spule/Induktivität

$W={\frac {1}{2}}\cdot L\cdot I^{2}$,

wobei

$L\,$ : Induktivität der Spule in H (Henry)

$I\,$ : Elektrische Stromstärke in A

Anwendungsbeispiele

• Belasteter Spannungsteiler
• Gemischte Parallel- und Reihenschaltung
• Brückenschaltung