SIU 1 Semester Elektrotechnik und Mathe

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Diese Karteikarten bieten einen Überblick über grundlegende Konzepte der Elektrotechnik und Mathematik für Mittelschüler. Sie behandeln Themen wie Aussagen zu elektrischen Schaltungen, Kondensatoren, Widerständen, Spannung, Strom und Feldlinien. Die Karteikarten sind besonders nützlich für Schüler, die ihr Verständnis in diesen Bereichen vertiefen und ihre Fähigkeiten in der Bewertung von Aussagen und der Anwendung von Formeln verbessern möchten.

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German

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Aufbau eines Atoms

Protonen Neutronen im Kern

Elektronen ringsum

Wie kann spannung erzeugt werden zähle auf.

Reibung

Induktion

chemische Vorgänge

Wärme

Licht

Druck

Widerstand Serie schaltung wo fählt die meiste spannung ab?

Beim grösten widerstand

Widerstand Parallelschaltung Ersatzwiderstand

kann der gleich gross oder grösser sein?

Nein er ist kleine als der kleine Widerstand in der schaltung

Was ist ein Ntc und PTC

NTC Negative Temperatur koeifizient leidet bei wärme besser

PTC Kaltleiter leitet bei kälte besser

Erklären Sie in eigenen Worten die Ladungstrennung an zwei Kondensatorplatten welche an Gleichstrom angeschlossen werden.

Ein elektrisches Feld entsteht, wenn Ladungen getrennt werden. Dies passiert zum Beispiel, wenn zwei Metallplatten an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen werden.

Wird eine Gleichspannung an einen Kondensator angelegt, gibt es einen Potenzialunterschied zwischen den Platten. Dadurch bewegen sich Elektronen:

Vom Minuspol zur negativen Platte (Elektronenüberschuss)
Vom Pluspol zur positiven Platte (Elektronenmangel)

Es fließt Strom, aber nur bis der Kondensator geladen ist. Danach gibt es keinen Stromfluss mehr zwischen den Platten – stattdessen bleibt zwischen ihnen ein konstantes elektrisches Feld mit einer festen Spannung.

Aus welchen Komponenten besteht ein Kondensator?

Zwei elektrisch leitfähigen Platten oder allgemein Flächen, Plattenanschlüsse, Isolierstoff (Vakuum, Luft, Papier, etc.)

Geben Sie an, welche Antworten richtung welche Falsch sind.

Die Kapazität eines Kondensators nimmt mit kleinerem Plattenabstand „d“ zu.

Die Kapazität eines Kondensators nimmt linear mit dem Plattenabstand „d“ zu

Umso kleiner die Plattenfläche „A“ umso grösser ist die Kapazität eines Kondensators

Die Kapazität eines Kondensators steigt mit der Größe der Plattenfläche A.

Das Produkt der materialspezifischen Permittivitätszahl εr mit der konstanten elektrischen Feldkonstante ε0 ist die für die Kapazität bedeutsame Permittivität ε des Isolierwerkstoffes.

Nennen Sie 5 Anwendungen für Kondensatoren

1. Entstörkondensatoren für das Ableiten von Störsignalen gegen Erde

2. Glättungskondensatoren für Schalt- und Netzteile

3. Kurzzeit-Energiespeicherung kinetischer Energie mit Supercaps

4. 3-phasen Motor an 230V mithilfe Steinmetzschaltung

5. Div. für elektronische Schaltung (Stützkondensator, etc.)

Je flacher die Widerstands-Gerade in einem U-I-Diagramm, desto kleiner ist der Widerstand. [U auf der x-Achse (horizontal), I auf der y-Achse (vertikal)]

nein

An einer festen Spannung erzeugt ein kleiner Widerstandswert ein grösseren Strom als ein grosser Widerstandswert.

Nein

Der Wirkungsgrad berechnet sich: Abgegebene Leistung durch zugeführte Leistung.

Nein

Der Gesamtwirkungsgrad einer Anlage ist kleiner gleich dem kleinsten Einzelwirkungsgrad

Nein

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch.

Der Ersatzwiderstand von drei parallel geschalteten 100 Widerst¨anden ist sicher gr¨osser als 100 .

Wird nun einer der drei parallel geschalteten Widerst¨ande kleiner, so fliesst ein gr¨osserer Strom durch ihn als durch die Anderen zwei

Es sei ein PTC an einer konstanten Spannung angeschlossen. Wenn nun die Temperatur steigt, so sinkt der Strom

Die Innenwinkelsumme eines beliebigen Dreiecks ergibt immer 360 ¶.

90 ¶ sind umgerechnet fi 2 im Bogenmass.

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch.

Die Koordinate P(0, 90¶) befindet sich im Ursprung des polaren Koordinatensystems.

Richtig

Falsch

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch

Elektrische Feldlinien sind immer in sich geschlossen und magnetische Feldlinien besitzen jeweils einen Anfang und ein Ende.

Die Kapazit¨at eines Kondensators vergr¨ossert sich, wenn sich die Plattenfl¨ache vergr¨ossert.

Die Dielektrizit¨atszahl ‘r ist einzig vom Material abh¨angig.

Die Permeabilit¨atszahl µr ist einzig vom Material abh¨angig.

Im Gleichstromkreis wirkt ein Kondensator im ersten Moment wie ein Kurzschluss und nach genugend Zeit wie ein Unterbruch

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch.

Pythagoras gilt bei jedem beliebigen Dreieck

Bei der Division spielt die Reihenfolge der Terme eine entscheidene Rolle und darf nicht willkurlich vertauscht werden

Beim Sinus wird die Ankathete durch die Hypothenuse geteilt.

Bei der Trigonometrie wird das Verh¨altnis von den Seitenl¨angen im Bezug zu den jeweiligen Winkelgr¨ossen gesetzt.

Der Kehrwert einer Zahl kann auch mit dem Minus in der Potenz geschrieben werden. 1 a 2 = a −2

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch.

Die Reihenfolge von Potenzen, welche erneut potenziert werden, k¨onnen belibig vertauscht werden. (a 2 ) 5 = (a 5 )

Richtig

Falsch

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch.

Bei einer Parallelschaltung von zwei unterschiedlich grossen Widerst¨anden fliesst der gr¨ossere Strom durch den gr¨osseren der beiden Widerst¨ande

Wird bei einem typischen unbelasteten Spannungsteiler mit R1 & R2 ein Lastwiderstand uber ¨ R2 angeschlossen, so bleibt die Spannung uber dem Widerstand ¨ R1 gleich (vor und nach dem Anschliessen der Last).

Wird bei einem konstanten Strom durch einen Widerstand der Widerstandswert verringert, so erh¨oht sich die Spannung uber ¨ dem Widerstand.

Ein ohm’scher Widerstand ist in einem StromSpannungsdiagramm immer eine lineare Funktion.

Das ohm’sche Gesetz berucksichtigt auch Temperatur- ¨ abh¨angigkeiten der jeweiligen Materialien

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch.

Wird die Spannung uber einem Widerstand verdoppelt, so ver- ¨ doppelt sich auch die Verlustleistung am Widerstand.

Falsch

Richtig

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch.

Ein homogenes elektrisches Feld zeichnet sich dadurch aus, dass es uberall gleich stark ist. Das heisst, dass die Feldlinien immer ¨ parallel sein mussen, der Abstand dazwischen kann jedoch unter- ¨ schiedlich sein

In einem Kondensator kann Energie in der Form von magnetischer Energie gespeichert werden.

Ungleichnamige Pole ziehen sich an.

Werden zwei parallele Leiter in unterschiedlichen Richtungen vom Strom durchflossen, so ziehen sie sich an.

Material mit einer Permeabilit¨at µr > 1 verst¨arkt die magnetischen Feldlinien. Das heisst, es zieht die Feldlinien an, da sie weniger magnetischen Widerstand im Material als ausserhalb erfahren.

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch.

Ein Dielektrikum ist ein Nichtleiter, also ein Isolator.

Richtig

Falsch

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch

Bei einer Parallelschaltung von Widerst¨anden mit Spulen an einer Wechselspannung kann ein Stromdreieck aufgezeichnet werde.

Die Kreisfrequenz verdoppelt sich, wenn sich die Periode halbiert

Bei der Formel fur die Induktion durch eine magnetische ¨ Fluss¨anderung Ui = −N · ∆Φ ∆t ! ist die Lenz’sche Regel bereits berucksichtigt.

Kondensatoren, Spulen und Widerst¨ande geh¨oren zu den reaktiven Elementen, womit Hoch- und Tiefpassfilter gebaut werden k¨onnen.

Bei einer Serieschaltung von einem idealen Kondensator und einer idealen Spule, an einer Wechselspannung, ist die Spannung UL der Spannung UC um 180◦ voreilend.

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch.

Ein Hochpassfilter kann aus einem Kondensator und einem Wirkwiderstand gebaut werden und ubertragt die hohen Frequenzen ¨ gut, w¨ahrend er die tiefen Frequenzen sperrt.

Richtig

Falsch

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch.

Bei einer quadratischen Gleichung gibt es immer zwei L¨osungen. Diese k¨onnen zwar teilweise den gleichen Wert annehmen, aber es gibt immer zwei L¨osungen

Winkel k¨onnen auch im Bogenmass angegeben werden, wobei sich das Bogenmass auf die Bogenl¨ange am Einheitskreis des dazugeh¨origen Winkels (im Gradmass) bezieht.

Der Punkt P(0|170◦ ) befindet sich nicht im Ursprung des polaren Koordinatensystem.

Der Term − 2x 2 y −2z kann nicht mehr weiter gekurzt werden

Die Quadratwurzel kann auch als Potenz geschrieben werden

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch.

Befindet sich ein Minus vor der Klammer und die Klammer m¨ochte aufgelöst werden, so ¨andern sich alle Vorzeichen innerhalb der Klammer

Richtig

Falsch

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch.

Bei Kupfer handelt es sich um ein NTC.

Der spezifische Widerstand gibt an, wie viel Meter eines Materials notwendig sind, um mit einem Querschnitt von 1 mm2 einen Widerstand von 1 Ω zu erhalte

Der Ersatzwiderstand von parallelgeschalteten Widerst¨anden ist sicher kleiner als der kleinste Einzelwiderstand

Der Wirkungsgrad berechnet sich aus der aufgenommenen Leistung geteilt durch die abgegebene Leistung.

Der Gesamtwirkungsgrad einer Anlage ist sicher schlechter (kleiner) als der kleinste Einzelwirkungsgrad.

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch.

1 Wattsekunde ist gleich gross wie 1 Joule.

Richtig

Falsch

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch

Ein positiv geladenes Teilchen erzeugt ein magnetisches Feld.

Die Permeabilit¨at µr ist nur vom Material abh¨angig.

Elektrische Feldlinien haben einen Anfang und ein Ende.

Den Restmagnetismus bei der Magnetisierung (Hysterese) nennt man auch Remanenzmagnetismus.

Die Kapazit¨at eines Kondensators l¨asst sich durch rein geometrische und materialabh¨angige Gr¨ossen bestimmen.

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch.

Bei einem Durchschlag eines Isolators ist die Kraft auf die im Atom gebundenen Elektronen so gross, dass sie herausgerissen werden, wodurch der Nichtleiter zum Leiter wird.

Richtig

Falsch

Bewerten Sie die Aussagen mit richtig oder falsch.

Jedes beliebige Netzwerk aus Spannungsquellen, Stromquellen und Widerst¨anden kann als Ersatzspannungsquelle zusammengefasst und somit mit einer einzelnen Spannungsquelle in serie zu einem Innenwiderstand vereinfacht werden

Der kapazitive Blindwiderstand verdoppelt sich, wenn sich die Frequenz verdoppelt.

Sind bei einer Dreieck-Schaltung von Widerst¨anden alle drei Widerst¨ande gleich gross, so sind die Ersatzwiderst¨ande in der SternSchaltung auch gleich gross und zwar RStern = RDreieck 3 .

Induktivit¨aten werden auf die gleiche rechnerische Weise zusammengefasst wie Widerst¨ande.

Eine Spule wirkt im eingeschalteten Zustand (t > 5 · τ ) als Unterbruch.

Werden mehrere Kondensatoren in serie geschalten, so besitzen alle die gleiche Ladung Q.

Richtig

Falsch

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