Formelsammlung Physik/ Elektrotechnik

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Grundlagen[Bearbeiten]

Ladung[Bearbeiten]

Formelzeichen Einheit
Q Ladung C Coulomb

Kapazität[Bearbeiten]

Allgemein
Ladung Q im Kondensator
Energie W im Kondensator
Strom in den Kondensator
Laden / Entladen in Reihenschaltung
Anfangsladestrom
Zeitkonstante
Kondensatorspannung beim Ladevorgang
Ladestrom
Kondensatorspannung beim Entladevorgang
Entladestrom
Reihenschaltung von Kondensatoren Parallelschaltung von Kondensatoren
Für n gleiche C
Für n gleiche C

Stromstärke[Bearbeiten]

Formelzeichen

Einheit

Ampere
Das Ampere ist eine SI-Basiseinheit und hat daher keine Definitionsgleichung

Beweglichkeit[Bearbeiten]

Elektronen werden durch Kraftwirkung Beschleunigt

Elektronen werden beschleunigt bis es z.B ein Gitteratom stößt:

wobei

: Mittlere zwischen zwei Stößen
: Driftgeschwindigkeit: Ist die mittlere Geschwindigkeit, die von Feldstärke verursachen wird.
: Elektronenmasse
: Beweglichkeit der Elektronen

Stromdichte[Bearbeiten]

Einheit

Ampere*Meter^-2


wobei

: Volumenladungsichte
: Anzahl der Elektronen
: Elementarladung

Wenn Homogen

Kirchhoff: Knotenregel[Bearbeiten]

Es gilt nur wenn Strom konstant ist, und wenn es keine Ladung in die Hüllfläche gibt.

\oiint

Widerstand[Bearbeiten]

Formelzeichen

Einheit

Ohm


Dass der Widerstand konstant ist, gilt übrigens nur bei konstanter Temperatur und metallischen Leitern! Für den Fall, dass der Widerstand sich mit der Temperatur ändert, gilt folgende Gesetzmäßigkeit:

Der Widerstand bei einer Temperatur ist der Widerstand bei einer bekannten Temperatur multipliziert mit einem Faktor, der von einer Materialkonstante α abhängt und der Temperaturdifferenz .

Spannung, Stromstärke, Widerstand, Leitwert[Bearbeiten]

Formelzeichen Einheit
U Spannung V Volt
I Stromstärke A Ampère
R Widerstand Ω Ohm
G Leitwert S Siemens

Leistung[Bearbeiten]

Formelzeichen Einheit
P Leistung W Watt
(Ohmsche Verluste)

Elektrische Arbeit[Bearbeiten]

Formelzeichen Einheit
W Arbeit Ws Wattsekunde = J w:Joule
t w:Zeit s Sekunden

Reihenschaltung von Widerständen[Bearbeiten]

2. Kirchhoff'sches Gesetz, auch Maschenregel genannt.
Die Summe aller Teilspannungen ist genauso groß wie die Gesamtspannung
Formelzeiche Beschreibung Formelzeichen Beschreibung Formelzeichen Beschreibung
Rges Gesamtwiderstand R1 Teilwiderstand R2 Teilwiderstand
Uges Gesamtspannung UR1 Spannung an R1 UR2 Spannung an R2
Pges Gesamtleistung PR1 Leistung an R1 PR2 Leistung an R2

Parallelschaltung von Widerständen[Bearbeiten]

1. Kirchhoff'sches Gesetz, auch Knotenregel genannt.
Die Summe aller Teilströme ist genauso groß wie der Gesamtstrom
Formelzeichen Beschreibung Formelzeichen Beschreibung Formelzeichen Beschreibung
Rges Gesamtwiderstand R1 Teilwiderstand R2 Teilwiderstand
Gges Gesamtleitwert G1 Leitwert von Teilwiderstand R1 G2 Leitwert von Teilwiderstand R2
Iges Gesamtstromstärke IR1 Stromstärke an R1 IR2

Stromstärke an R2

Pges Gesamtleistung PR1 Leistung an R1 PR2 Leistung an R2

Spezifischer Widerstand[Bearbeiten]

Formelzeichen Einheit
ρ Spezifischer Widerstand (Ω·mm²)/m

Tabelle für den spezifischen Widerstand

Leiterwiderstand[Bearbeiten]

Formelzeichen Einheit
l Länge m w:Meter
A w:Fläche w:Quadratmeter

Leitfähigkeit[Bearbeiten]

Formelzeichen Einheit
γ Leitfähigkeit m / (Ω·mm²)

Leiterwiderstand[Bearbeiten]

Einfacher Gleichstromkreis[Bearbeiten]

elektrische Spannung U = Zeit
= elektrische Ladung
= mechanische Arbeit

Gleichstromkreis.png

= Temperatur
spezifischer elektrischer Widerstand
elektrische Strom-
stärke I

Unter der Bedingung eines stationären Stromes (I = konstant) gilt:
elektrischer Wider-
stand R
elektrischer Leitwert G
elektrische Leistung P
elektrische Arbeit W
ohmsches Gesetz Unter der Bedingung gilt:
Widerstandsgesetz
elektrische Leitfähigkeit

Unverzweigter und verzweigter Gleichstromkreis[Bearbeiten]

Reihenschaltung von Widerständen Parallelschaltung von Widerständen
Reihenschaltung von Widerständen Parallelschaltung von Widerständen
Spannungsteilerregel:
Stromteilerregel:
Reihenschaltung von Spannungsquellen Parallelschaltung von Spannungsquellen
Reihenschaltung von Spannungsquellen Parallelschaltung von Spannungsquellen
Unter der Bedingung gleicher Spannungsquellen gilt:

Magnetisches Feld[Bearbeiten]

Lorentzkraft[Bearbeiten]

Magnetische Flussdichte[Bearbeiten]

Formelzeichen Einheit
Magnetische Flussdichte T Tesla

Allgemein[Bearbeiten]

Magnetische Wirkung eine ladung in andere Ladung:

wobei

: Permeabilität
: magnetische Feldkonstante
: relative Permeabilität
: (Pi) Kreiszahl
: Ladungen
: Ladungen geschwindigkeit
: Abstandsvektor der Ladungen
: Abstand der Ladungen

und

Magnetische Feldstärke[Bearbeiten]

Formelzeichen Einheit
Magnetische Feldstärke A/m

Lorenzkraft[Bearbeiten]

Flussdichte eines Leiters[Bearbeiten]

Für einer unendliche lange Leiter gilt:

Oerstedsche Gesetz[Bearbeiten]

Magnetischer Fluss[Bearbeiten]

Formelzeichen Einheit
Magnetischer Fluss Weber

Induktivität[Bearbeiten]

Formelzeichen Einheit
Induktivität Henry

Induktivität ist verketterter magnetische Fluss durch Ström

Elektromagnetisches Feld[Bearbeiten]

Braunsche Röhre[Bearbeiten]

Ablenkung im Kondensator = Ablenkspannung
= Beschleunigungsspannung
= Kondensatorlänge
= Plattenabstand
= Abstand von Kondensator zum Schirm
Ablenkung außerhalb des Kondensator
Gesamte Ablenkung

Wechselstromkreis[Bearbeiten]

Stromstärke i im Wech-
selstromkreis
Momentanwert:
 Effektivwert: 


= Momentanwert
= Zeit
= Scheitelwert
= Effektivwert
= Phasenwinkel
= Momentanwert
= Scheitelwert
= Effektivwert
Wechsel sinus.png
= Leistungsfaktor
= Phasenverschiebungswinkel

Spannung u im Wech-
selstromkreis
Momentanwert:
 Effektivwert: 
Scheinleistung S
Wirkleistung P
Blindleistung Q

Widerstände im Wechselstromkreis[Bearbeiten]

kapazitiver Widerstand


= Frequenz
= Kapazität

induktiver Widerstand


= Frequenz
= Induktivität

Transformator[Bearbeiten]

Transformer principle.png

= Spannung in der Primärspule
= Spannung in der Sekundärspule
= Windungen der Primärspule
= Windungen der Sekundärspule
= Stromstärke in der Primärspule
= Stromstärke in der Sekundärspule

Elektromagnetische Schwingungen[Bearbeiten]

Elektromagnetische Wellen[Bearbeiten]

Leitungsvorgänge in festen und flüssigen Körpern[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]