Grundlagen Elektrotechnik
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Unter welchen Bedingungen fliesst in einem Stromkreis ein elektrischer Strom? Aus welchen Bauteilen besteht ein elektrischer Stromkreis?
Hin und Rückleiter, Stromquelle, Spannung
In welche drei Gruppen kann man alle Stoffe nach ihrem elektrischen Verhalten einstellen?
Nicht leitend = Isolierstoffe
Halbleiter = Elektronische Leiter, eine Richtung
Leiter = leitend
Nenne mindestens 6 wichtige Leiterwerkstoffe mit je einer Anwendung die als Leiter in der Elektrotechnik verwendet werden.
Leiter im Kabel:
Kupfer, Aluminium, Gold, Eisen
Silber: Schmelzleiter
Zinn: löten
Nenne mindestens vier wichtige elektrische Isolierstoffe mit je einer Anwendung die als Isolierstoffe in der Elektrotechnik verwendet werden.
Gummi, Kunststoff, Luft, Glas, Porzellan, Öl, Keramik
Was versteht man unter der elektrischen Spannung?
Ladungstrennung, in einer Spannungquelle werden die elektrische Ladungen getrennt
Unter welcher Bedingung herrscht zwischen zwei Leitern eine elektrische Spannung?
verschiedene elektrische Ladungen
An welchen der beiden Pole eines Spannungserzeugers besteht ein Elektronenüberschuss?
Minuspol
Nenne 5 Spannungserzeugungsarten mit je einem Apparat, wo diese angewendet wird.
Induktion
- Induktion (Dynamo)
- Chemische Reaktion (Batterie)
- Wärme (Temperaturmessgeräte)
- Licht (Fotovoltaik)
- Druck auf Piezokristalle (Drucksensoren)
Wie wird ein Voltmeter in den Stromkreis geschaltet?
Parallel
Widerstand eines Voltmeters möglichst gross oder klein? Warum?
Möglichst gross, da es sonst einen Kurzschluss gäbe
Was versteht man unter a.)Bemessungsspannung b.) Betriebsspannung ?
a.) Die Spannung ist Vorgegeben z.B. beim Föhn
b.) Die Tatsächliche Spannung
Strom : Formelzeichen? Einheitsname? Einheitszeichen?
- Formelzeichen: I
- Einheitsname: Ampere
- Einheitszeichen: A
Stromdichte : Formelzeichen? Einheitsname? Einheitszeichen?
- Formelzeichen: J
- Einheitsname: Stromdichte
- Einheitszeichen: A/mm²
Unter welchen Bedingungen fliesst ein einem Stromkreis ein elektrischer Strom?
Geschlossener Stromkreis, Spannung vorhanden
Worin besteht der Stromfluss in a.) Metallen b.) Elektrolyten c.) Gasen?
Fluss der freien Elektronen
Fluss von Ionen
Fluss von Ionen und Elektronen
5 Wirkungen des Stromes mit Beispiel
- Wärme Wirkung (Herde)
- Licht Wirkung (Glühlampe)
- Magnetische Wirkung (Elektromotoren)
- Chemische Wirkung (Akkumaltoren)
- Wirkung auf Lebewesen (Arzt usw..)
Warum leitet die Lösung(Mischung) von Salz und destilliertem Wasser, obwohl weder destilliertes Wasser noch salziges Wasser leitet?
Salz löst sich gerne in Wasser aus, so entsteht Na+ CI Ionen
Welche Minimale Stromstärke ist vom Menschen spürbar?
0.5-1mA ist spürbar ab 50mA gefährlich ab 90mA Tot
Wie Gross ist bei einer 230V Glühlampe der Neutralleiterstrom im vergleich zum Aussenleiterstrom?
Es sind beide gleich gross, da kein Strom "Verbraucht" wird, sondern nur genutzt. Zufliessender Strom= Wegfliessender Strom
Welche zwei Ursachen kann das Abnehmen des Stromes in einem Stromkreis nach dem Ohmschen gesetzt haben?
- Spannung wird kleiner
- Widerstand wird grösser
Widerstand: Formelzeichen? Einheitsname? Einheitszeichen?
- Formelzeichen: R
- Einheitsname: Ohm
- Einheitszeichen: (Ohmzeichen Art Kopfhörer)
Formel Spannung? Strom? Widerstand? URI
Spannung (U)= Widerstand(R)* Strom(I)
Strom(I)= Spannung(U):Widerstand (R)
Widerstand (R)= Spannung(U): Strom(I)
Welche Bedeutung hat der Begriff "elektrischer Widerstand"?
Element welches sich dem Strom widersetzt
Was versteht man unter Widerstand? Wer hat ein Widerstand?
Alles hat ein Widerstand. Einheit: Ohm
Wie verhält sich der Strom und die Spannung, wenn die Spannung veränderbar ist (R=konstant)?
Strom proportional zu Spannung
Wie verhält sich der Strom und der Widerstand, wenn Widerstand veränderbar ist (U=konstant)?
Strom umgekehrt proportional zu Widerstand
Leitwert: Formelzeichen? Einheitsname? Einheitszeichen?
- Formelzeichen: G
- Einheitsname Siemens
- Einheitszeichen: S
Formel Leitwert:
Leitwert(G)= 1: Widerstand (R)
Formel Widerstand mit Leitwert
Widerstand(R)= 1: Leitwert(G)
Wie ändert der Leitwert wenn Widerstand verdoppelt wird?
Leitwert halbiert sich
Leistung: Formelzeichen, Einheitenname, Einheitenzeichen
Formelzeichen: P
Einheitenname: Watt
Einheitenzeichen: W
Leistung messen mit:
- Volt und Amperemeter
- kWh-Zähler und Uhr
- Wattmeter
Änderungen bei der Leistung
Ungleich sind: Spannung, Strom und Widerstand
Gleich sind: Leistung -> Gleiche Lichtabgabe (Produkt U*I)
Die Leistung ändert quadratisch zur Spannung.
Spannungs- und Stromänderung bei Leistungsberechnungen:
Zuerst den Widerstand berechnen. Und dann mit der gesuchten Spannung die Leistung.
Geg: P(1): 35W U: 230V
Ges: P(2) bei 212V
R = U²/P(1) = 230V²/35W = 1511,43 Ohm
P(2) = U²/R = 212V/1511,43 Ohm= 29,74 W
%: [P(2)-P(1)*100]/(P1)
Von welchen Grössen und wie hängt der Widerstand eines Leiterstücks ab?
Länge des Leiters, Querschnitt, Wiederstand, Material
Was versteht man unter dem spezifischen Widerstand?
Wiederstand eines Leiters 1m, 1mm² bei 20°C
Wie berechnet man aus dem Spezifischen Widerstand die spezifische Leitfähigkeit?
- "Kappa" ist die elektrische Leitfähigkeit in Siemens pro Meter (S/m)
- "Rho" der spezifische Widerstand in Ohm mal Meter
- "R" ist der elektrische Widerstand in Ohm
- "l" ist die Länge des Leiters in Meter (m)
- "A" ist die Querschnittsfläche in Quadratmeter (m2)
Welches Material besitzt die beste Leitfähigkeit?
Silber
Wie müssen Länge und Querschnitt von Leitungen sein, damit der Widerstand möglichst klein ist?
Länge klein, Querschnitt gross. Dass der Strom möglichst hoch ist.
Wie ändert der Widerstand eines Leiters wenn a.) Querschnitt doppelt gross b.) Querschnitt halbiert?
a.) Halbiert
b.) verdoppelt
je grösser der Querschnitt, desto weniger Widerstand
