Kleine Elektrizitätslehre 4001
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Kanton Bern Kleine Elektrizitätslehre Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 4001 1 Kanton Bern Kleine Elektrizitätslehre Wassersystem 4002 !! Je grösser die Höhendifferenz – desto grösser der Druck Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 2 Kanton Bern Kleine Elektrizitätslehre Wassersystem 4003 !! Je grösser der Druck und je dicker die Leitungen – desto grösser der Strom Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 3 Kanton Bern Kleine Elektrizitätslehre Wassersystem 4004 Damit das ganze (Wasser) System dauernd funktioniert, muss der Wasserkreislauf geschlossen sein! Das Wasserrad / die Turbine gibt eine Leistung ab. Ich kann damit Maschinen antreiben, oder auch einen Generator zur Stromproduktion !! Je grösser der Druck und je grösser der Strom – desto grösser die Leistung Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 4 Kanton Bern Spannung - Strom Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 4005 5 Kanton Bern Spannung - Strom Produktion 4006 Verbrauch Der Generator wird angetrieben z.B. durch eine Turbine (Kraftwerk) oder einen Motor (Elektrofanggerät). Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 6 Kanton Bern Produktion Verbrauch 4007 Spannung U Spannung !! Je grösser der „Druck“ am Generator – desto grösser die Spannung U „Druck“ = Potentialdifferenz an den Abgängen des Generators Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 7 Kanton Bern Strom 4008 Produktion Verbrauch U Spannung Wenn ich den Schalter schliesse, so fliesst ein Strom in den Leitungen und im Gewässer ... Strom I .. im Gewässer wird ein elektrisches Feld aufgebaut. Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 8 Kanton Bern Leistung 4009 Produktion Verbrauch U Spannung - Für den Aufbau des elektrischen Feldes im Wasser braucht es eine: Leistung P Strom I Widerstand R - Vor allem durch den Wasserkörper - Aber auch Leitungen etc. Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 9 Kanton Bern Leistung 4010 Produktion Verbrauch U Spannung - Für den Aufbau des elektrischen Feldes im Wasser braucht es eine: Leistung P Strom I !! Je grösser Spannung und Strom, desto mehr Leistung im Gewässer Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 10 Kanton Bern Leistung 4011 Produktion Verbrauch U Spannung - Für den Aufbau des elektrischen Feldes im Wasser braucht es eine: Leistung P Strom I !! Unsere „Kraftwerke “ liefern die notwendige Leistung Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 11 Kanton Bern Spannung 4019 Produktion Verbrauch U Spannung Wenn ich den Schalter schliesse, so fliesst ein Strom in den Leitungen und im Gewässer ... Strom I Widerstand R - Vor allem durch den Wasserkörper - Aber auch Leitungen etc. !! Spannung, Strom und Widerstand hängen voneinander ab Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 12 Kanton Bern Das Ohm'sche Gesetz 4020 Spannung = Widerstand x Strom U (Volt) = R (Ohm) x I (Ampere) !! Das Ohm'sche Gesetz formuliert den Zusammenhang Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 13 Kanton Bern Das Ohm'sche Gesetz Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 4024 14 Kanton Bern Leitfähigkeit Ein Mass für die Fähigkeit, den Strom zu leiten 4026 !! Leitfähigkeit und Widerstand sind einander reziprok Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 15 Kanton Bern Spezifischer Widerstand und spezifische Leitfähigkeit 4029 !! Spez. Widerstand bzw. spez. Leitfähigkeit sind Materialeigenschaften Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 16 Kanton Bern Leiter – Nichtleiter 4031 !! Nichtleiter wie Porzellan und Glas (etc.) werden als Isolatoren eingesetzt Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 17 Kanton Bern Leiter – Nichtleiter 4032 !! Einheimische Gewässer sind für die Elektrofischerei relativ gute Leiter Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 18 Kanton Bern Stromerzeuger 4033 !! Stromkapazität gibt an, wieviel Strom wie lange genommen werden kann Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 19 Kanton Bern Stromarten Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 4037 20 Kanton Bern Das elektrische Feld im Wasser 4038 Experiment Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 21 Kanton Bern Das elektrische Feld im Wasser Tauchen wir Fangpol = Anode und Kathode ins Wasser, so fliesst ein elektrischer Strom von Anode zu Kathode und baut ein elektrisches Feld auf. 4043 Anode /Fangpol Stromlinien Kathode !! Der Strom verteilt sich über den ganzen Querschnitt (und die Umgebung) Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 22 Kanton Bern Das elektrische Feld im Wasser Damit zwischen Anode/Fangpol und Kathode ein Strom fliessen kann, müssen wir eine Spannung anlegen. 4044 Anode /Fangpol Sind Anode/Fangpol und Kathode gleich gross, so sieht der Spannungsverlauf etwa wie eingezeichnet aus: Kathode !! Damit Strom fliesst, müssen wir eine Spannung anlegen Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 23 Kanton Bern Das elektrische Feld im Wasser 4044 - In der Nähe von Anode und Kathode fällt die Spannung steil ab, im langen Mittelteil verläuft sie flach. !! In der Nähe der Elektroden fällt die Spannung steil ab Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 24 Kanton Bern Das elektrische Feld im Wasser 4051 !! Je nach Lage der Fische greifen sie verschiedene Spannungen ab Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 25 Kanton Bern Das elektrische Feld im Wasser 4051 !! Auch auf der Kathodenseite (- Pol) greifen Fische eine Spannung ab Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 26 Kanton Bern Merksätze 4.1 - Je grösser die Höhendifferenz – desto grösser der Druck - Je grösser der Druck und je dicker die Leitungen – desto grösser der Strom - Je grösser der Druck und je grösser der Strom – desto grösser die Leistung - Je grösser der „Druck“ am Generator – desto grösser die Spannung U 4.2 - Unsere „Elektrofanggeräte“ liefern die notwendige Leistung 4.3 - Spannung, Strom und Widerstand hängen voneinander ab - Das Ohm'sche Gesetz formuliert den Zusammenhang - Je grösser der Widerstand – desto kleiner der Strom - Je kleiner die Spannung – desto kleiner der Strom - Je grösser die Spannung – desto grösser der Strom 4.4 - Je grösser die Leitfähigkeit – desto grösser der Strom 4.5 - Nichtleiter wie Porzellan und Glas (etc.) werden als Isolatoren eingesetzt 4.6 - Einheimische Gewässer sind für die Elektrofischerei relativ gute Leiter 4.7 - Gleichstrom fliesst gleichmässig und immer in der gleichen Richtung - Wechselstrom wechselt regelmässig Fliess-Richtung und Grösse - Impulsstrom wird in der Elektrofischerei auch angewendet - Wechselstrom ist in der Elektrofischerei verboten 4.8 - Der Strom verteilt sich über den ganzen Querschnitt (und die Umgebung) - Damit Strom fliesst, müssen wir eine Spannung anlegen - In der Nähe der Elektroden fällt die Spannung steil ab - Je dichter die Stromlinien, desto steiler der Spannungsverlauf - Fische greifen im elektrischen Feld eine Spannung ab - Je nach Lage der Fische greifen sie verschiedene Spannungen ab - Auch auf der Kathodenseite (- Pol) greifen Fische eine Spannung ab Fischereiinspektorat des Kantons Bern (Ausbildungsunterlagen Elektrofischerei EAWAG 2010) 27
