Elektrizitätslehre/Elektrotechnik
Elektrizitätslehre Berufsschule für Gestaltung ZH
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Flashcards
Die statische Elektrizität ist ein Teilbereich der EL und beschreibt Kräfte, die zwischen ruhenden elektrischen Ladungen wirken.
Was ist eine Ladungstrennung?
Wenn man zum Beispiel Materialien wie z.B. Kunststoffe, Glas, etc. durch Reibung elektrisch auflädt, werden gewisse positive und negative Ladungen voneinander getrennt.
Nenne Beispiele von statischen Aufladungen
- unangenehmer "Schlag", Haare stehen auf
- Folien, Papiere, etc. kleben aneinander.
- Explosionsgefahr bei Dämpfen und Stäuben
- Blitzschlag
Laserdrucker, Xerox-Kopierer, Lackiertechnik (Pulverbeschichtung), Flachbettplotter (Folien)
Batterieexperimente gelten als ungefährlich (1,5 - 9V), Spannungen über 42V gelten als gefährlich! (Haushaltsgeräte 230V, innerhalb von Geräten mehrere 1000V)
Nenne mögliche Folgen eines Stromschlags für Menschen
- unangenehmer Stromschlag, der el. Strom übernimmt die Körpersteuerung und alle Muskeln ziehen sich zusammen
- Verbrennungen an den Berührungsstellen
- Man kommt von den Stromführenden Teilen nicht mehr los (aufgrund des Zusammenziehens der Muskeln)
- Tod, Herz-Pumpleistung fällt aus, Sauerstoffversorgung im Gehirn nicht mehr möglich
Welche Rettungs- und Hilfsmassnahmen gibt es bei Stromschlägen?
1. Stromkreis unterbrechen (Schalter, Sicherung), erst dann Person anfassen
2. Notruf absetzen
3. evtl. Schocklage (Beine hoch), Versorgung der verletzten Person
Was sind Nichtleiter und Leiter?
Nichtleiter verhindern ein Fliessen der Elektrizität (z.B. Keramik, Porzellan, Glas, Kunststoffe, etc.)
Leiter leiten den Strom (z.B. Silber, Alu, Kupfer, etc.)
Ladungsträger sind die Leitungselektronen (Valenzelektronen)
Eine Stromquelle hat zwei Pole, zwischen denen eine dauernde Spannung besteht. Am positiven Pol werden Elektronen eingesaugt, am negativen Pol Elektronen herausgedrückt
Nenne die wichtigsten Möglichkeiten zur Stromerzeugung:
1. Generator (99%), Wasser-, Dampf-, Gas-, Windturbinen
2. Solarzellen (Photovoltaik)
3. Batterie, Akku, Brennstoffzelle
Nenne elektrische Grössen und ihre Einheiten:
Stromstärke I: Ampere A
Spannung U: Volt V
Widerstand R: Ohm omega
Wie lautet das ohmsche Gesetz und die Formel für die el. Leistung?
Spannung U = Widerstand R x Stromstärke I
Leistung P = Spannung U x Stromstärke I
Einheit der Leistung : Watt W
Ein Draht, der von Gleichstrom durchflossen wird, erzeugt ein magnetisches Feld. In der Umgebung eines el. Stromes besteht also ein magnetisches Feld. Wickelt man den Draht zu einer Spule auf, addieren sich die magn. Kräfte
Nenne Anwendungen von Elektromagneten:
- Hubmagnet für Schrott
- Magnetschwebebahn
- elektr. Türöffner
- Tramnotbremse
- Elektromotor
Was ist die elektromagnetische Induktion?
Wenn man einen Stabmagneten in der Nähe einer Drahtspule bewegt, wird Stromfluss erzeugt, aber nur während der Bewegung.
Anwendung:
Generatoren: 99.9% der el. Energie wird durch el. magn. Induktion geliefert
Transformatoren: Herauf-/ Heruntersetzen von Spannung
Was ist Gleichstrom und Wechselstrom?
Gleichstrom: konstante Flussrichtung (der Elektronen) zwischen den beiden Polen (plus und minus)
Beispiele: Batterie, Akku, Brennstoffzelle
Wechselstrom: ändert periodisch Flussrichtung, Pole werden Nullleiter genannt.
Beispiele: Haushaltsstrom von Generatoren, Dynamo
Warum braucht man Wechselstrom?
Transformatoren zum Herauf- & Heruntersetzen der el. Spannung funktionieren nur mit Wechselstrom, obwohl el. Geräte auch mit Gleichstrom betrieben werden könnten.
Es ist ein magnetisches Wechselfeld, das man mit einer Spule erzeugt, um in einer anderen Spule Spannung zu induzieren. Mit Transformatoren kann man Wechselspannungen nahezu beliebig und verlustfrei hinauf/hinuntersetzen. Ohne Transformatoren wäre der Transport von Elektrizität über längere Distanzen kaum möglich.
Welche Gesetzmässigkeit gilt bei Transformatoren?
U1:U2=N1:N2
U=Spannung, N=Windungszahl
Wo werden Transformatoren angewendet?
Hochspannung: Transport von Elektrizität (115'000V)
Niederspannung: Haushalt (230V)
Wie wird die Elektrizität von der Quelle zum Haushalt übertragen?
1. Generator als Stromquelle (z.B. Fluss als Energiequelle), erzeugt unter 1000V
2. Transformator wandelt Spannung um auf 115'000V
3. Leitungen leiten den Strom weiter, je höher die Spannung, desto tiefer sind Verluste und desto kleiner kann Kabeldurchmesser sein.
4. Transformator wandelt die Spannung wieder um in 230V und werden zu den Haushalten geleitet
Energie lässt sich in andere Energieformen umwandeln, aber nicht erzeugt werden.
Welche Energieformen gibt es?
1. Potentielle Energie: Lage-Energie
2. Kinetische Energie: Bewegungsenergie
3. elektrische Energie
