C U=Q/C

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Elektrische Spannungen
über
Kondensator, Spule und Widerstand
Inhalt
• Spannungen und ihre Ursachen für
– Kondensator
– Spule
– Widerstand
Fundamentale Bauteile der
Elektrizitätslehre
Q
• Kondensator
• Widerstand
• Spule
Spannung über den Bauteilen
• Unter welchen Bedingungen erscheint
eine Spannung „über“ diesen Bauteilen?
– Mit anderen Worten: Unter welchen
Bedingungen ist für den Ladungstransport
durch diese Bauteile Arbeit erforderlich?
Spannung über dem Kondensator
1 0
Volt
0,5
Q
1
U  Q
C
Die Ladung erzeugt die
1 Volt Spannung über dem
Kondensator
Kondensator
Q
Kenngröße
C
Einheit
Bezeichnung
Kapazität,
Quotient:
Ladung
1 F = 1 V/C
durch Spannung,
Einheit 1 Farad
Kapazität und Baugröße
Q
Kenngröße
0 A
C
d
Einheit
1F
Bezeichnung
Kapazität eines
Plattenkondensator,
parallele Platten Fläche A
im Abstand d
Induktion eines elektrischen Feldes durch zeitliche
Änderung eines Magnetfeldes
Induziertes
elektrisches
Feld
Richtung des
Stromflusses I
Gegenfeld:
Lenzsche
Regel
Magnetische
Feldlinien
I
Die Änderung des Stroms startet die Induktion
Potentiale bei zeitlicher Änderung eines Magnetfelds
Richtung des
Stromflusses I

r2
Induziertes
elektrisches
Feld
Volt
1 0
0,5
Magnetische
Feldlinien

r1
Während der Induktion erscheint zwischen einigen Punkten im
Raum eine elektrische Spannung, erzeugt durch die induzierte
elektrische Feldstärke
Induktion eines elektrischen Feldes durch zeitliche
Änderung eines Magnetfeldes
Induziertes
elektrisches
Feld
Richtung des
Stromflusses I
Volt
1 0
0,5
Magnetische
Feldlinien
I
Die Änderung des Stroms startet die Induktion
Während der Induktion erscheint im Draht eine dem
Strom entgegen gerichtete Spannung
Richtung des
Stromflusses I
Induziertes
elektrisches
Feld
Volt
1 0
0,5
Magnetische
Feldlinien
Volt
1 0
0,5
I
Die Änderung des Stroms startet die Induktion
Spannung über der Spule
1 0
Volt
0,5
U   L  I
1 Volt
Die Änderung des Stroms
erzeugt die Spannung
über der Spule
Spule
Kenngröße
L
Einheit
Bezeichnung
Vs
1H 1
A
Induktivität,
Quotient: Zähler
Spannung, Nenner Strom
durch Zeit , Einheit 1 Farad
Induktivität und Baugröße
Kenngröße
LSpule  A 0
N2
lSpule
Einheit
Bezeichnung
1H
Induktivität einer langen
Spule der Länge l,
Fläche A, Windungszahl
N
Spannung über dem Widerstand
1 0
Volt
0,5
U  R I
Der Strom erzeugt die
1 Volt Spannung über dem
Widerstand
Das „Ohmsche Gesetz “
Widerstand
Kenngröße
R
Einheit
Bezeichnung
V
1 Ohm  1
A Widerstand
1
Widerstand und Baugröße
Kenngröße
 l
R
A
ρ
Einheit
1Ω
1Ωm
Bezeichnung
Ohmscher
Widerstand eines
Leiters der Länge l,
und Fläche A
Spezifischer
Widerstand
Zusammenfassung
Die drei fundamentalen Bauteile der Elektrizitätslehre
sind:
• Kondensator
– Spannung erscheint bei Ladung
– Elektrische Kenngröße: Kapazität C
– U=Q/C
• Spule
– Spannung erscheint bei Änderung des Stromflusses
– Elektrische Kenngröße: Induktivität L
– U=-L·dI/dt
• Widerstand
– Spannung erscheint bei Stromfluss
– Elektrische Kenngröße: Widerstand R
– U=R·I
Finis
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