gleichstromlehre - Meschenmoser.ch
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NTB Druckdatum: 31.03.13 ELA I GLEICHSTROMLEHRE Einführende Grundlagen - Teil 1 Elektrische Ladung N elektrische Ladung Stromstärke Anzahl Elektronen Elementarladung (kleinstmögliche Ladung eines ) Elektrische Stromdichte elektrische Stromdichte Querschnittsfläche Strömungsgeschwindigkeit der Elektronen Elektronendichte für Kupfer: Avogadro-Konstante Volumen Dichte Volumenstrom Strömungsgeschwindigkeit Einführende Grundlagen - Teil 2 Elektrische Spannung W Wärmeenergie U elektrische Spannung Das Ohm’sche Gesetz elektrischer Widerstand G elektrischer Leitwerk Spezifischer Widerstand und Leitwert spezifischer Widerstand (Materialkonstante) Leitfähigkeit (kappa) Einführende Grundlagen - Teil 3 Die Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandes Der elektrische Widerstand von metallenen Leitern nimmt mit der Temperatur zu. Der elektrische Widerstand von Halbleiter nimmt mit der Temperatur ab. (Kaltleiter) PTC (Heissleiter) NTC Widerstandswert 1 - bekannt Widerstandswert 2 - neu Temperaturkoeffizient bei 1 Temperaturwert 1 Temperaturwert 2 Temperaturkennwert Marcel Meschenmoser Dozent: Hans Senn Seite 1 von 5 NTB Druckdatum: 31.03.13 ELA I Einführende Grundlagen - Teil 4 Arbeit, Leistung bei Gleichstrom elektrisch mechanisch thermisch Energie (oder Arbeit) W elektrisch Leistung P mechanisch Wirkungsgrad Wirkungsgrad Abgegebene Leistung Zugeführte Leistung Winkelgeschwindigkeit Drehzahl Berechnung von Gleichstromkreisen Pfeilsysteme und Richtungssinn VerbraucherPfeilsystem Kirchhoff’schen Gesetze Knotengleichung ErzeugerPfeilsystem Maschengleichung Strom- und Spannungsquellen Spannungsquelle (konstante Spannung) Stromquelle (konstanter Strom) ideale Ersetzbar: reale unbelastet: Quellen- oder Leerlaufspannung Quellenstrom Kurzschluss Marcel Meschenmoser Dozent: Hans Senn Seite 2 von 5 NTB Druckdatum: 31.03.13 ELA I Gleichstromkreise Serien- / Reihenschaltung Parallelschaltung Spannungsteilregel Stromteilregel Ohm’sches Gesetz Strom Spannung Widerstand Leitwert Zusammenhänge Bauelemente Widerstand Stromquelle Ideal Spannungsquelle Ideal Diode ersetzen durch Potenziometer ersetzen durch Generator veränderbar G Elektrochemisch Amperemeter Extrema: Voltmeter A Marcel Meschenmoser V Dozent: Hans Senn Seite 3 von 5 NTB Druckdatum: 31.03.13 ELA I Berechnung von Gleichstromkreisen Maschenstromverfahren Knotengleichungen Anzahl: Knoten -1 Knotenpunkte zusammenführen Maschengleichungen Anzahl: Rest Nicht mit Stromquellen Lineares Gleichungssystem Spannungsquelle Überlagerungssatz (Quellen einzeln berücksichtigen) Stromquelle Stromquelle mit Leitung entfernen Spannungsquellen kurzschliessen Zusammen Ersatzschaltung 1. Last entfernen, bei mehreren Quellen Überlagerungssatz anwenden 2. Quellenspannung 3. Innenwiderstand : Vorhandene Klemmenspannung beider Schaltungen im Leerlauf gleichsetzen : Entspricht dem Widerstand zwischen den beiden Klemmen: Spannungsquellen: kurzschliessen, parallele Widerstände entfernen Stromquellen: unterbrechen, serielle Widerstände entfernen Marcel Meschenmoser Dozent: Hans Senn Seite 4 von 5 NTB Leistungsanpassung Idee Druckdatum: 31.03.13 Stromquelle ELA I Spannungsquelle max. Leistung Ersatzschaltung passiver Zweipol ohne Spannungs- oder Stromquelle Ersatzwiderstand aktiver Zweipol mit Spannungs- oder Stromquelle Ersatzspannungsquelle aktiver Zweipol Transistor NPN-Transistor C B PNP-Transistor C B E Emitterschaltung E B = Basis C = Kollektor E = Emitter Kennlinienfelder Eingangskennlinienfeld Ausgangskennlinienfeld Stromverstärkungskennlinienfeld Rückwirkungskennlinienfeld Operationsverstärker Tor 2 Fliesst ein Strom , wird die Strecke zwischen Kollektor und Emitter leitend. Tor 1 als Funktion von als Funktion von Stromverstärkung: hat keine Auswirkung auf Der Operationsverstärker bildet die Differenz der beiden Eingangsspannungen und verstärkt diese. Verstärkung Eingangswiderstand Ausgangswiderstand Anstiegsgeschwindigkeit Mit Gegenkopplung Nicht invert. Verstärker ideal: ideal: ideal: real: Invertierender Verstärker Kopplungsfaktor Marcel Meschenmoser Dozent: Hans Senn Seite 5 von 5
