1.2 Elektrotechnik
HFP Netzelektriker
HFP Netzelektriker
Set of flashcards Details
| Flashcards | 298 |
|---|---|
| Students | 115 |
| Language | Deutsch |
| Category | Electrical Engineering |
| Level | Other |
| Created / Updated | 25.01.2021 / 23.06.2025 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20210125_1_2_elektrotechnik
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Was ist das Mass für die Stärke des Feldes?
Die Dichte der Feldlinien.
Wann ist die Kraftwirkung des elektrischen Feldes am grössten?
Wenn die Feldlinien eng beieinanderliegen.
Was bedeutet an der Austrittsstelle eine hohe Feldliniendichte?
Eine grosse Ladung.
Wie verhalten sich die Ladungen in einem elektrisch leitendem Hohlkörper?
Es befinden sich alle Ladungen an der Aussenfläche, somit entsteht im Hohlraum eine neutrale Zone (Potentialfrei).
Was bedeutet Potentialdifferenz?
Differenz der Ladungen.
Von was allem ist die Stärke des elektrischen Feldes abhängig?
- Potentialdifferenz (Differenz der Ladungen)
- Abstand der Ladungen
- Form des Ladungsträgers
Wie verhalten sich Feldlinien beim Austriit an Kanten und Spitzen?
Es entsteht eine Massierung (=Feldverstärkung).
Zwischen welchen Strömungsfeldern unterscheidet man?
- dem elektrischen Feld bewegter Ladungen (el. Leiter)
- dem elektrostatischen Feld ruhender Ladungen (Isolatoren)
Nenne die Grundbegriffe der Gesetzmässigkeiten des elektrischen Feldes.
- Feldstärke
- Durchschlagfestigkeit
- Verschiebungsfluss
Was vesteht man unter dem Begriff elektrische Feldstärke?
Zwischen parallelen, geladenen Platten besteht ein homogenes elektrische Feld (abgsehen von den Randzonen). es verlaufen alle Feldinien parallel und in gleichem Abstand. Die elektrische Feldstärke ist überall gleich gross.
Beim homogenen Feld lässt sich die Feldstärke leicht bestimmen. Wie?
Sie ist umso grösser, je grösser die Spannung zwischen den Polplatten ist (Potentialdifferenz) und umso kleiner, je grösser der Abstand der Polplatten.
Definiere den Begriff Feldstärke.
Die elektrische Feldstärke ist die Potentialdifferenz pro Längeneinheit.
Erkläre den Begriff Durchschlagsfestigkeit.
Jeder elektrische Nichtleiter wird bei genügend hoher angelegter Spannung leitend. Jeder Stoff kann nur eine bedingte Feldstärke ertragen, ohne das er leitend wird.
Durchschlag erfolgt durch wenige, aber in jedem Stoff vorhandenen, freien Ladungsträger. Die durch die Feldstärke beschelunigt werden. Wenn die Bewegungsenergie gross genung ist, werden sie Ionisiert (Stossionisation).
Erkläre den Begriff Koronaverluste.
Bei HS-Freileitungen kann an den einzelnen Leitungsseilen eine hohe Feldstärke auftreten, dass sich die Luftmolekühle um den Leiter Ionisiert. Für die Übertragungsleitung bedeutet das einen Verlustfaktor, weil zur Polarisation der Luftmolekühle Energie aufgewendet werden muss. Kann einige Prozent der Übertragungsleistung ausmachen. Ist abhängig von: Leitfähigkeit der Luft, Betriebsspannung, Gemoetrie der Leiteranordnung. Bündelleiter verringern die Koronaverluste.
Erkläre den Begriff Verschiebungsfluss, Influenz.
Wird ein leitender Körper in ein el. Feld eingetaucht, strömen die freien Ladungsträger an die Körperoberfläche, bis das innere des Körpers ladungsfrei ist. Die Ladungsmenge die dabei verschoben wurde, nennt man Verschiebungsflussdichte (Psi).
Von was ist die Kapazität eines Bauteiles abhängig?
Von dessen Aufbau. (Kabel haben eine grössere Kapazität als Freileitungen)
Was ist die Verschiebungsflussdichte? Nenne die Formel.
Analog zur Stromdichte im Strömungsfeld wird im elektrostatischen Feld die Verschiebungslussdichte definiert.
Erkläre das Bild. Nenne ein Anwendungsbeispiel.
Wenn ein Isolator anstelle eines elektrisch leitenden Körpers in ein Feld getaucht wird, tritt kein Verschiebungsfluss auf. Da ja keine freien Ladungsträger zur Verfügung stehen. Die Atome und Ionen des Isolators werden jedoch aufgrund der Kraftwirkung in Feldlinienrichtung ausgerichtet. Mann nennt dies Polarisation.
Anwendungsbeispiel: Microwellenofen, Induktionsofen.
Im hochfrequenten Wechselfeld treten durch innere Reibung der Dipole beim steten Umorientiren Wärmeverluste auf, die elektrischen Verluste. Das Dielektrikum wird dadurch erwärmt.
Erkläre den zusammengan zwischen Verschiebungsfluss, Ladungsmenge und Spannung. Nenne die Formel für Q.
Die Verknüpfung der Grössen Q und U hat für das elektrostatische Feld dieselbe Bedeutung, wie das Ohmsche Gesetz für das Strömungsfeld. Bei Nichtleitern besteht ein proportionaler Zusammenhang zwischen U.
Die Proportionalitätskonstante C wird Kapazität genannt.
Erkläre Kapazität und nenne die Formel für C.
Die Kapazität einer beliebigen Leiteranordnung ist von der Geometrie und dem Abstand der Leiter sowie dem Material des Isolators abhängig. Werden Leiter und Isolator speziell zur Speicherung el. Ladungen gebaut, nennt man dieses Bauelement Kondensator.
Analog zur Gleichung für den Leitwert eines Leiters (G= X A/s) gilt für die Kapazität: (siehe Bild.
Erkläre die Zahl e.
e ist Frequenzabhängig, sie repräsentiert den Materialfluss des Isolators.
e ist vom Absolutwert her eine sehr kleine Grösse. Zur klaren Unterscheidung der Verschiedenen Isoliertstoffe bezieht man deren e-Wert auf denjenigen des Vakuums. Im Vakuum findet keine Wechselwirkung zw. Feld und Molekühlen statt. Das e des Vakuums ist deshalb der kleinste mögliche e-Wert. Man nennt es e0.
e0 = Dielektrizitätszahl des Vakuums
Nenne die Formel für e wenn sie nicht e0 ist.
Die Werte für er sind in Tabellensammlungen enhalten.
Wie ist die Gleichung der Kapazität eines Plattenkondensator im homogenen Feld?
Von was ist die Energie in einem Kondensator abhängig? Nenne die Formel für gespeicherte Energie in einem Kondensator.
Die in einem Kondensator gespeicherte Energie ist von der angelegten Spannung und der gespeicherten Ladung abhängig.
Erlütere die Wirkungen und Ursachen des magnetischen Feldes.
Die Elektronen umkreisen die Atome auf bestimmten Umluafbahnen. Ausserdem führen die Elektronen auf diesen Umlaufbahnen noch eine Eigendrehung aus, Elektrospinn genannt. Die Anordnung der Umlaufbahnen, die Ausrichtung der Spin-Rotationsachsen und die gesamte Gitterstruktur der Atome sind Materialabhängig.
Nenne die 2 Hauptgruppen der magnetischen Stoffe und deren eigenschaten.
Magnetscih neutrale Stoffe (die einzelnen magnetischen Wirkungen heben sich gegenseitig auf)
ferromagnetische Stoffe (Eisen, Nickel, Kobalt, die magnetischen Wirkungen addieren und verstärken sich, zum Teil enorm bis zu 100000 höher wenn man sie elektrisiert)
Nenne nebst den neutralen und ferromagnetischen Stoffe weiter Gruppen und deren einzelheiten.
Beide Stffe verhalten sich praktisch Neutral sie besitzen jedoch einen Rest an magnetischer Wirkung.
paramagnetische Stoffe (Alu, Chrom, Zinn, Luft, Wolfram, sind wenig magentisierbar, durch die Restwirkung wird ein äusseres Magnetfeld leicht verstärkt (Paramagnetismus))
diamagmetische Stoffe (Kupfer, Gold, Blei, Wasser, Glas, durch die Restwirkung wird ein äusseres Magnetfeld leicht abgeschwächt (Diamagnetismus))
Sage etwas zum Bild.
Wenn ein Dauermagent (ferromagnetisch) in kleinere Teile reteilt wird, entstehen wiederum kleiner Dauermagnete. Wird die Zerteilung bis in klienste Bereiche fortgesetzt, entstehen schlussenlich sogenannte Elementarmagnete. Diese sind keine Stabmagnete mehr, sondern materielle Bereiche mit magnetischem Verhalten. Sie werden Weisssche Bezirke genannt.
Welche Werkstoffe werden als ferromagnetische Materialien bezeichnet?
Werkstoffe die Weisssche Bezirke enthalten.
Ferromagentische Stoffe lassen sich in Gruppen unterteilen, welche sind es?
- Hartmagnetische Materialien
- Weichmagnetische Materialien
Nenne die Eigenschaften von Hartmagentischen Materialien.
Sie behalten nach erfolgreichter Aufmagnetisierung die Ausrichtung ihrer Elementarmagnete bei. So entstehen Dauer- oder Permanentmagnete.
Nenne die Eigenschaften von Weichmagnetischen Materialien.
Sie lassen die Elementarmagente nach dem Entfernen eines äusseren Magnetfeldes wieder eine ungeordnet, statistisch zufällige Lage einnehmen. Dadurch wirken diese Materialien nach aussen hin magnetisch neutral. Die ungeordneten Wärmeschwingungen der Gitterzone zerstören die Struktur der ausgerichteten Elementarmagnete.
Was verursachen bewegte elektrische Ladungen?
Sie verursachen Kraftwirkungen und diese wiederum beeinflussen die Ladungsbewegeung.
Was kann an Eisenteilen in der Nähe von Dauermagneten oder an stromdurchflossenen Leitern beobachtet werden?
Das magnetische Feld äussert sich, ähnlich wie das Gravitationsfeld und das elektrische Feld, in Kraftwirkungen.
Was bewirkt das Magnetfeld neben den "äusseren Kräften" noch?
Es bewirkt auch Kräfte im Innern von elektrischen Leitern. Diese nicht direkt als mechanische Kraft messbare Wirkung verursacht Ladungstrennungen, die als elektrische Spannung in Erscheinung treten. man nennt es auch Induktionsvorgang. Das heisst: Das magnetische Feld induziert elektrische Spannung.
Man unterscheidert zwei Wirkungen des magentischen Feldes, welche?
Die Kraftwirkung
Die Induktionswirkung
Was ist die Ursache der Kraftwirkung und der Induktionswirkung?
Die elektrischen Ladungen.
- Bei Naturmagenten ist dies die Eigenbewegung der Elektronen im atomaren Verbund
- bei fliessenden Strömen dei Beweegung der freien Ladungsträger
Wie verlaufen die Feldlinien eines Magneten ausserhalb es Magneten?
Vom Nord- zum Südpol
Was hat jede bewegte elektrische Ladung zur Folge?
Ein Magnetfeld. Stromrichtung und Magnetfeldrichtung stehen in fester Beziehung zueinander.
Erkläre das Bild.
Zeigt die "Schraubenregel" Eine schraube mit rechtsgewinde wird in Stromrichtung in den Leiter geschraubt. Die Drehrichtung der Schraube gibt den Drehsinn des Magnetfeldes an.
