Milu... Elektro SiBe "Elektrotechnik"

- Moleküle sind Grundbausteine der Matreie und bestehen aus mehreren Atomen. Sie sind elektrisch neutral.

- Atome sind die kleinsten Teile eines bestimmten Stoffes und sind elektriusch neutral.

- Ionen sind positiv oder negativ geladene Atome. Sie haben Elektronen zuwenig oder zuviel.

- Protonen sind positiv geladene Teile des Atomkerns.

- Elektronen sind negativ geladen und umkreisen den Atomkern.

- Neutronen sind Kernbauteile, haben aber keine elektrische Ladung

Unter der elektrischen Spannung versteht man eine elektrische Ladungsdifferenz.

Ladungsdifferenzen haben das Bestreben, sich auszugleichen.

Das verschieben elektrischer Ladungen nennt man Stromfluss. Verbindet man zwei geladene Körper miteinander, so kommt es zu einem Ladungsaustausch. Bei metallischen Körpern fliessen so lange Elektronen zum positiven Pol, bis ein Ladungsausgleich zustande kommt und damit keine Ladungsdifferenz vorhanden ist.

Zur generatorischen Spannungserzeugung gehört ein Leiter, eine Bewegung und ein Magnetfeld. Die höhe der Induktionsspannung U in einem bewegten Leiter in einem Magnetfeld ist von folgenden Grössen abhängig:

- von der magnetischen Induktion B in T

- von der aktiven Leiterlänge l in m

- von der Bewegungsgeschwindigkeit v in m/s quer zur Magnetfeldachse

Bewegt sich der Leiter nicht quer zum Magnetfeld, so ist nur die Geschwindigkeitskomponente "quer zum Magnetfeld" massgebend.

Die Spannung wird infolge der Drehbewegung sinusförmig. Bewegt sich ein Leiter kreisförmig in einem Magnetfeld, so ist die für die Spannungserzeugung massgebende Querkomponente der Geschwindigkeit v-quer (vq) in jeder Stellung unterschiedlich. Die zu den Feldlinien parallele Geschwindigkeitskomponente v-parallel (vp) trägt nichts zur Spannungerzeugung bei. Die Querkomponente vq ist vom Sinus des Drehwinkels abhänigig. Damit ist auch die erzeugte Spannung sinusförmig

Periodische Vorhänge wiederholen sich regelmässig. Die Anzahl der Vorgänge wird als Frequenz bezeichnet. Weil sich die Form der generatorisch erzeugten Spannung regelmässig nach einer bestimmten Zeit wiederholt, spricht man von einem periodischen Vorgang. Man spricht von der Periodendauer T oder Schwingungsdauer T. Auch nichtsinusförmige Vorgänge haben eine Periodendauer. In der Elektrotechnik gibt man aber nicht die Periodendauer sondern die Frequenz an. Sie gibt die Anzahl der Vorgänge pro Sekunde an.

Die Wellenlänge ist von der Lichtgeschwindigkeit c und der Periodendauer T bzw. von der Frequenz f abhängig

/\=c*T=c/f

Die elek. Energie misst man in kWh. (MWh, GWh)

Die Leistung ist die pro Zeit verrichtete Arbeit.

Es gilt für Metalle, Elektrolyte und homogene Halbleiter. Es gilt nicht für Halbleiter-Übergänge und in ionisierten Gasen.

Durch die Steilheit.

a) flacher

b) steiler

Im Unterschied zu den magnetischen Feldlinien, die geschlossene Linien sind, haben elektrische Feldlinien einen Anfang und ein Ende.

- Sie entsprechen der Kraftrichtung, die das Feld auf eine punktförmige Ladung ausübt.

- Die Richtung ist von der positiven zur negativen Ladung.

---> bei positiven Ladungen treten sie aus

---> bei negativen Ladungen treten sie ein

---> bei punktförmigen Ladugen ist das Feld kugelförmig

Homogene Felder sind gleichmässig. Inhomogene Felder sind ungleichmässig.

Unter der elektrischen Feldstärke versteht man die Spannung U, bezogen auf den Abstand d. In einem elektrischen Feld tritt eine Kraftwirkung auf die Ladung Q. Die Kraft ist von der Ladung Q und der "Dichte", also der Feldstärke E des Feldes abhängig.

E=U/d ( in V/m)

Bei Spitzen und Knaten treten hohe Feldkonzentrationen auf, weil das elek. Feld auf einen kleinen Raum zusammengedrängt wird. Die Feldstärke ist dort höher.

1 eV ist die kinetische Energie, die ein Elektron erhält, wenn es mit einer Spannung von 1V beschleunigt wird. Die Energie beträgt 1 eV = 1,602*10-19 J. Die Energieangabe in eV ist veraltet.

Elementarmagnete sind molekulare Kleinstmagnete. Bedingt durch die elek. Ladung innerhalb der Atome resp. Moleküle entstehen kleine molekulare Magnetfelder. Man bezeichnet sie als Elementarmagnete. Bei den meisten Materialien heben sich die Wirkung auf, sie wirken deshalb unmagnetisch und lassen sich auch nicht magnetisieren.

Weichmagnetische Stoffe verlieren nach dem Magnetisieren die magnetische Wirkung. Hartmagnetische Stoffe behalten sie bei.

Weichmagnetische: Für Wechselstromanwendungen geeignet, wo dasd Magnetfeld ständig auf- und abgebaut werden muss.

Hartmagnetische: z.B. Dauermagnete.

Ferromagnetische Stoffe lassen sich gut magnetisieren, z.B. Eisen, Nickel Kobalt sowie deren Oxide und Verbindungen mit anderen Stoffen.

Paramagnetische Stoffe lassen sich nur schwach magnetisieren; diamagnetische überhaput nicht.

Paramagnetisch: z.B. Aluminium, Platin, Wolfram, Zinn

Diamagnetisch: z.B. Kupfer Silber, Wismut

Die Bewegung elektrischer Ladungen; der elektrische Strom

Sie haben eine besonders gute magnetische Leitfähigkeit, die zur Folge hat, dass die magnetischen Feldlinien der Fremdfelder bevorzugt den Weg über das ferromagnetische Material wählen und dadurch vom zu schützenden Messwek ferngehalten werden.

1=e

2=f

3=d

4=a

5=c

6=g

7=b

8=e

Blechkerne und Bandkerne (auch Schnittkerne). Die mag. Vorzugsrichtung ist von der Walzrichtung der Bleche abhängig.

Pulverkerne eignen sich für hohe Frequenzen, da sie aus weichmagnetischen isolierten Kügelchen bestehen und dadurch Wirbelstromverluste klein halten.

1=a

2=c

3=d

4=e

5=a

6=/

7=/

Der Leiter wird praktisch in keiner Weise beeinflusst.

Es wirkt eine Kraft entgegen der Bewegungsrichtung.