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Mehr Informationen zum Titel 3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Kapitel Nr. Kapitel – Bezeichnung 4 Seitenzahl Kapitel Nr. Kapitel – Bezeichnung Seitenzahl 6–7 33 Elektrisches Feld 8 – 10 34 Elektrische Feldstärke und Durchschlagfestigkeit Ohmsche Gesetz (Rechnen mit dem Leitwert) 11 – 12 35 Verschiebungsdichte und Verschiebungsfluss 4 Widerstand und Abmessungen (spez. Widerstand) 13 – 15 36 Dielektrische Polarisation (Isolierstoffe / Dielektrikum) 101 – 102 5 Widerstand und Abmessungen (spez. Leitfähigkeit) 16 – 17 37 Kondensator 103 – 104 6 / 6A Temperaturabhängigkeit des Widerstandes 18 – 20 38 Kapazität von Kondensatoren 105 – 106 6 / 6B Temperaturabhängigkeit des Widerstandes (Rechnen mit dem fiktiven Materialnullpunkt) 21 – 22 39 Kapazität von Leitungen 107 – 108 23 – 24 40 Reihenschaltung von Kondensatoren 109 – 110 25 – 27 41 Parallelschaltung von Kondensatoren 111 – 112 Gemischte Schaltung von Kondensatoren 113 – 115 116 – 117 1 Stromdichte 2 Ohmsche Gesetz (Rechnen mit dem Widerstand) 3 7 / 7A Elektrische Leistung (1. Teil) 7 / 7B + 7C Elektrische Leistung (2. Teil) 95 – 96 97 – 98 99 – 100 7 / 7D Elektrische Leistung (3. Teil) 28 – 29 42 8 / 8A Elektrische Arbeit 30 – 31 43 Energie des elektrostatischen Feldes 8 / 8B Elektrische Leistung / Arbeit 32 – 33 44 Laden eines Kondensators mit konstantem Strom 118 – 119 8 / 8C Elektrische Arbeit / Energiekosten 34 – 36 45 Laden eines Kondensators mit einer Gleichspannungsquelle 120 – 121 9 Einzelwirkungsgrad 37 – 38 46 Entladen eines Kondensators 122 – 123 10 Gesamtwirkungsgrad 39 – 40 11 Reihenschaltung 41 – 43 47 Magnetische Durchflutung 124 – 125 12 Vorwiderstand 44 – 45 48 Magnetische Feldstärke 126 – 127 13 Parallelschaltung 46 – 48 49 Magnetische Flussdichte oder magnetische Induktion 128 – 129 14 Gemischte Schaltung 49 – 51 50 Permeabilität; eisenlose Spule 130 – 131 15 Spannungsteilerschaltung 52 – 54 51 Permeabilität; Umgebung von Leitern 132 – 134 16 Brückenschaltung 55 – 56 52 Magnetische Eigenschaften von ferromagnetischen Stoffen 135 – 136 17 Dreieck – Stern und Stern – Dreieck Umwandlung 57 – 59 53 Magnetisierungskurve 137 – 139 18 Messschaltungen 60 – 62 54 Magnetischer Widerstand 140 – 141 19 Messgerätefehler 63 – 64 55 Der magnetische Kreis 142 – 144 20 Spannungsfall auf Leitungen 65 – 67 56 Induktivität (1. Teil) 145 – 146 57 Induktivität (2. Teil) 147 – 148 21 Chemische Wirkung des elektrischen Stromes 68 – 69 58 Induktivität von Leitungen 149 – 150 22 Primärelement (Galvanische Elemente) 70 – 71 59 Reihenschaltung von Induktivitäten 151 – 152 23 Entladen eines Primärelementes 72 – 73 60 Parallelschaltung von Induktivitäten 153 – 154 74 – 75 61 Gemischte Schaltung von Induktivitäten 155 – 156 Elektromagnetische Induktion durch Bewegen eines Leiters 157 – 158 24 Sekundärelement 25 Ersatzspannungsquelle 76 – 77 62 26 Ersatzstromquelle 78 – 79 63 Elektromagnetische Induktion durch Magnetfeldänderung 159 – 161 27 Anpassung (Spannungsanpassung / Leistungsanpassung / Stromanpassung) 80 – 81 64 Selbstinduktion 162 – 163 28 Reihenschaltung von Spannungsquellen 82 – 84 65 Einschaltverhalten einer Induktivität an Gleichspannung 164 – 165 29 Parallelschaltung von Spannungsquellen 85 – 87 66 Ausschaltverhalten einer Induktivität 166 – 167 30 Gemischte Schaltung von Spannungsquellen 88 – 90 67 Kraftwirkung zwischen zwei Magneten 168 – 169 31 Netzwerke (Kreisstromverfahren) 91 – 92 68 Kraftwirkung auf stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld 170 – 171 32 Netzwerke (Überlagerungsmethode) 93 – 94 69 Kraftwirkung zwischen stromdurchflossenen Leitern 172 – 173 3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Kapitel Nr. Kapitel – Bezeichnung 4 Seitenzahl Kapitel Nr. Kapitel – Bezeichnung Seitenzahl 6–7 33 Elektrisches Feld 8 – 10 34 Elektrische Feldstärke und Durchschlagfestigkeit Ohmsche Gesetz (Rechnen mit dem Leitwert) 11 – 12 35 Verschiebungsdichte und Verschiebungsfluss 4 Widerstand und Abmessungen (spez. Widerstand) 13 – 15 36 Dielektrische Polarisation (Isolierstoffe / Dielektrikum) 101 – 102 5 Widerstand und Abmessungen (spez. Leitfähigkeit) 16 – 17 37 Kondensator 103 – 104 6 / 6A Temperaturabhängigkeit des Widerstandes 18 – 20 38 Kapazität von Kondensatoren 105 – 106 6 / 6B Temperaturabhängigkeit des Widerstandes (Rechnen mit dem fiktiven Materialnullpunkt) 21 – 22 39 Kapazität von Leitungen 107 – 108 23 – 24 40 Reihenschaltung von Kondensatoren 109 – 110 25 – 27 41 Parallelschaltung von Kondensatoren 111 – 112 Gemischte Schaltung von Kondensatoren 113 – 115 116 – 117 1 Stromdichte 2 Ohmsche Gesetz (Rechnen mit dem Widerstand) 3 7 / 7A Elektrische Leistung (1. Teil) 7 / 7B + 7C Elektrische Leistung (2. Teil) 95 – 96 97 – 98 99 – 100 7 / 7D Elektrische Leistung (3. Teil) 28 – 29 42 8 / 8A Elektrische Arbeit 30 – 31 43 Energie des elektrostatischen Feldes 8 / 8B Elektrische Leistung / Arbeit 32 – 33 44 Laden eines Kondensators mit konstantem Strom 118 – 119 8 / 8C Elektrische Arbeit / Energiekosten 34 – 36 45 Laden eines Kondensators mit einer Gleichspannungsquelle 120 – 121 9 Einzelwirkungsgrad 37 – 38 46 Entladen eines Kondensators 122 – 123 10 Gesamtwirkungsgrad 39 – 40 11 Reihenschaltung 41 – 43 47 Magnetische Durchflutung 124 – 125 12 Vorwiderstand 44 – 45 48 Magnetische Feldstärke 126 – 127 13 Parallelschaltung 46 – 48 49 Magnetische Flussdichte oder magnetische Induktion 128 – 129 14 Gemischte Schaltung 49 – 51 50 Permeabilität; eisenlose Spule 130 – 131 15 Spannungsteilerschaltung 52 – 54 51 Permeabilität; Umgebung von Leitern 132 – 134 16 Brückenschaltung 55 – 56 52 Magnetische Eigenschaften von ferromagnetischen Stoffen 135 – 136 17 Dreieck – Stern und Stern – Dreieck Umwandlung 57 – 59 53 Magnetisierungskurve 137 – 139 18 Messschaltungen 60 – 62 54 Magnetischer Widerstand 140 – 141 19 Messgerätefehler 63 – 64 55 Der magnetische Kreis 142 – 144 20 Spannungsfall auf Leitungen 65 – 67 56 Induktivität (1. Teil) 145 – 146 57 Induktivität (2. Teil) 147 – 148 21 Chemische Wirkung des elektrischen Stromes 68 – 69 58 Induktivität von Leitungen 149 – 150 22 Primärelement (Galvanische Elemente) 70 – 71 59 Reihenschaltung von Induktivitäten 151 – 152 23 Entladen eines Primärelementes 72 – 73 60 Parallelschaltung von Induktivitäten 153 – 154 74 – 75 61 Gemischte Schaltung von Induktivitäten 155 – 156 Elektromagnetische Induktion durch Bewegen eines Leiters 157 – 158 159 – 161 24 Sekundärelement 25 Ersatzspannungsquelle 76 – 77 62 26 Ersatzstromquelle 78 – 79 63 Elektromagnetische Induktion durch Magnetfeldänderung 27 Anpassung (Spannungsanpassung / Leistungsanpassung / Stromanpassung) 80 – 81 64 Selbstinduktion 162 – 163 28 Reihenschaltung von Spannungsquellen 82 – 84 65 Einschaltverhalten einer Induktivität an Gleichspannung 164 – 165 29 Parallelschaltung von Spannungsquellen 85 – 87 66 Ausschaltverhalten einer Induktivität 166 – 167 30 Gemischte Schaltung von Spannungsquellen 88 – 90 67 Kraftwirkung zwischen zwei Magneten 168 – 169 31 Netzwerke (Kreisstromverfahren) 91 – 92 68 Kraftwirkung auf stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld 170 – 171 32 Netzwerke (Überlagerungsmethode) 93 – 94 69 Kraftwirkung zwischen stromdurchflossenen Leitern 172 – 173 5 11 3 Inhaltsverzeichnis OHMSCHE GESETZ Der elektrische Leitwert G hat die Einheit Siemens (S) nach Werner von Siemens, deutscher Ingenieur, 1816 bis 1892. Der elektrische Leitwert ist das Verhältnis von Stromstärke I zur Spannung U. Er sagt aus, wie gut ein Bauelement den elektrischen Strom leitet. Besitzt ein Verbraucher z.B. einen kleinen Widerstand, leitet er den elektrischen Strom gut. Er hat somit einen grossen Leitwert (G). 70 Grundlagen Wärmelehre 174 – 175 71 Mischung unterschiedlicher Wärmemengen 176 – 177 72 Aggregatzustandsänderung 178 – 179 73 Elektrowärme (Wärmewirkung des elektrischen Stromes) 180 – 181 74 Erwärmung von isolierten Leitern 182 – 184 75 Stationärer Zustand in der Erwärmung von isolierten Leitern 185 – 187 76 Wärmenutzungsgrad (Wärmewirkungsgrad) 188 – 189 77 Wärmedurchgangswiderstand 190 – 191 78 Wärmedurchgangskoeffizient (u-Wert) 192 – 193 79 Wärmeleitung 194 – 195 I =U×G A = V×S 80 Wärmestrahlung 196 – 197 81 Wärmeströmung (Konvektion) 198 – 199 1 G= R 1 S= Ω 82 Transmissionswärmebedarf 200 – 201 83 Lüftungswärmebedarf 202 – 203 84 Wärmeleistungsbedarf 204 – 205 85 Wärmequellen 206 – 207 86 Anschlusswert von Elektroheizungen 208 – 209 87 Elektrowärmepumpen 210 – 211 Der Fachbegriff „Widerstand“ wird in zweifacher Hinsicht verwendet. Er bezeichnet zum einen das Bauelement Widerstand - und zum anderen die Eigenschaft eines Materials, dem elektrischen Strom einen Widerstand entgegen zu setzen. Üblicherweise wird in der Elektrotechnik jeweils der Widerstandswert von Verbrauchern, Bauelementen, Leitungen usw. angegeben. U= I G V= A S G= I U S= A V Bei ohmschen oder linearen Widerständen ist die Stromstärke direkt von der Spannung abhängig. Kennzeichnend für dieses Verhalten ist die Widerstandsgerade im Koordinatensystem. Die unterschiedlichen Widerstandswerte werden aufgrund der verschiedenen Steigungen der Geraden erkannt. Das Verhalten dieser Widerstände ist unabhängig von der Spannungs- bzw. Strompolarität gleich, was dazu führt, dass die Kennlinien im 1. sowie im 3. Quadranten gleich verlaufen. Aus diesem Grund wird für die grafische Darstellung nur der erste Quadrant verwendet. Beispiel 1 A I = 0.25A Geg.: U = 12V R = 15Ω Ges.: I, G R= U 4.5V = = 18Ω I 0.25A G= I 0.25A = = 56mS U 4.5V Anhang 5 / 6 / 7 / 8 214 Anhang 9 / 10 215 Anhang 11 / 12 / 13a / 13b 216 Beispiel 3 Griechisches Alphabet 217 Wie gross sind der Strom I und der Widerstand R? Naturkonstanten 217 Auszug einiger mathematischer Zeichen 218 SI - Vorsätze 218 V R Geg.: U = 230V G = 28.6mS U = 230V Ges.: I, R I=U×G oder 221 Elektrizität, Magnetismus und Licht 222 Temperatur und Wärme 223 Radioaktivität, ionisierende Strahlung und Chemie 223 Radiometrie 223 Überstromunterbrecher DIAZED 224 Zuordnung Nennauslösestromstärke der ÜUB zu den Leiterquerschnitten 224 Zusammenstellung der spezifischen Stoffwerte 1. Teil 225 Zusammenstellung der spezifischen Stoffwerte 2. Teil 226 Literatur 227 G = 28.6mS R= U = 6.58A R 1 1 = = 35Ω G 0.0286S V V U U 12V = = 0.8A R 15Ω G= 1 1 = = 67mS R 15Ω Wie gross sind die Spannung U und der Widerstand R? Geg.: I = 5A U G = 12.5mS Ges.: U, R A I = 5A U= I oder U×R = 400V G U 400V R= = = 80Ω I 5A G = 12.5mS I Wie gross sind die Spannung U und der Strom I? G I= elektrischer Strom I in A Beispiel 5 A Aufgabe nicht lösbar! I Es sind zwei Werte unbekannt. R = 120Ω Mechanik und Akustik U = 12V Beispiel 4 219 – 223 220 Wie gross sind der Strom I und der Leitwert G? I 213 Raum und Zeit 4. Quadrant 3. Quadrant A Anhang 3 / 4 SI – Basiseinheiten (Internationales Einheitensystem) x – Achse (Abszisse) Spannung U in V Ges.: R, G 212 N 1. Quadrant Geg.: I = 0.25A U = 4.5V Anhang 1 / 2 L 2. Quadrant Beispiel 2 Wie gross sind der Widerstand R und der Leitwert G? U = 4.5V Strom I in A y – Achse (Ordinate) Seitenzahl R = 15Ω Kapitel Nr. Kapitel – Bezeichnung Durch Messen einer dieser beiden Werte ist die Aufgabe lösbar. elektrische Spannung U in V U Bild 3.1 Ohmsche Gesetz x G Leitwert G in S
