Bezeichnung
Bezeichnung der Formelzeichen
Formel
Geschwindigkeit
s = Weg in m (Meter)
t = Zeit in s (Sekunde)
Fläche
A in mm²
d = Durchmesser in m
r = Radius in m
Kreis:
A=
Kreisumfang
U in m
U =
Volumen
V in m³
h = höhe
m = Masse kg
V=A*h
elek. Stromstärke
I in A
Q = Ladungsmenge in As
(Ampere sekunde)
Spannung (Potentialdifferenz)
U in V
V = Volt
U=
Ladungsmenge
Q in As
I = Stromstärke in A
n = Anzahl der Valenzelektronen
e = Elementarladung
N = spezifische Anzahl der Elektronen
A = Fläche in mm²
N = in
Stromdichte(Strömungslinien durch den Querschnitt)
J in
I = Ampere
A = Fläche
Strömungsgeschwindigkeit(Driftgeschwindigkeit)
V in
J = Stromdichte in
Leitwert
G in S(Siemens)/ in AS
Widerstand
R in Ω
Ω =Ohm =1
Bezeichnung
Bezeichnung der Formelzeichen
Formel
Spezifischer Leitwert
L = Weg
R = Widerstand
A = Fläche
Sm = Siemensmeter
Spezifischer Widerstand
Ωm = Ohmmeter
Temperaturabhängiger Widerstand
Materialkonstante
gilt bei 20°C
Bezeichnung
Bezeichnung der Formelzeichen
Formel
Gleich(Grund)Stromkreise
Leerlauf(Uq mit offenen
Klemmen)
I =
0
Mit Lastwiderstand
Mit Kurzschluss
Allgemein gilt im Gleichstromkreis
Für Spannung
Für Strom
Bezeichnung
Bezeichnung der Formelzeichen
Formel
Innenwiderstand
Voltmeter Ri gegen∞
Amperemeter Ri gegen 0
Arbeit
W in Nm
F = Kraft in N
s = Weg in m
Nm = Newtonmeter
W = F*s
Elektrische Arbeit
W in VAs =Ws=J=Nm
VAs= Voltamperesekunde
Ws = Wattsekunde
J = Joule
W = U*I*t
Umrechnung Energietechnik
10³W*60min*60s =3,6*
Umrechnung Halbleiterphysik
1eV=
=
Elektrische Leistung
P in VA / W
Thermische Energie
Wärmemenge
Q in W
C = spezifische Wärmekapazität
Wirkungsgrad
V = Verluste
Bezeichnung
Bezeichnung der
Formelzeichen
Formel
Spannungsfall auf Leitungen
L = Entfernung
Relativer Spannungsfall auf Leitungen in %
Anpassung
1.Leistungsanpassung
(Nachrichtentechnik)
2.Praktischer Leerlauf
(Energietechnik)
3.Praktischer Kurzschluss
Verbraucherleistung allgemein
Generatorkurzschlussleistung
max. angebotenen Leistung
max. Ausgangsleistung bei
Leistungsanpassung
Kirchhoffschen Sätze
1.Knotenpunktsatz
Die Summe aller, hin- und abfließenden, Ströme in einem Knotenpunkt
ist gleich Null.
2.Maschensatz
Die Summe aller Spannungen in einer Masche ist gleich Null.
·
Quellspannung:+ nach –
·
Stromrichtung: + nach – (willkürlich festlegen bei Unklarheit)
·
Spannungsfälle: in Stromrichtung
Bezeichnung
Bezeichnung der
Formelzeichen
Formel
Parallelschaltung von
Widerständen
n = Anzahl
G = Leitwert
Bei „n„ gleichen Widerständen
Reihenschaltung von
Widerständen
Spannungsteiler
Wenn der Schalter offen ist, wird die
Schaltung als unbelasteter Spannungsteiler
gesehen. Ist der Schalter geschlossen, ist es
ein belasteter Spannungsteiler.
können auch ein Potentiometer sein.
Spannungsteiler Regel
(Schalter offen)
Unbelasteter Spannungsteiler
x = Schleiferstellung
Bezeichnung
Bezeichnung der
Formelzeichen
Formel
Belasteter Spannungsteiler
Belastungsfaktor c
Querstromfaktor q
Material
spezifischer Leitwert
bei 20°C
Temperaturkoeffizient
(Temperaturbeiwert) bei 20°C
Kupfer Cu
Aluminium Al
Silber Ag
Kohle
Porzellan
Blei Pb
Konstantan
Berechnung von Netzwerken
Nach den Kirchhoffschen Sätzen
- sinnvoll, bei nicht zu großen
Schaltungen und wenn alle zweiströme gefragt sind.
Vorgehensweise:
1. Stromrichtung eintragen ggf.
willkürlich
2. Spannungsfälle eintragen
3. wie viele Ströme es gibt, so viele Gleichungen
benötige ich
4. 2 Knoten = 1 unabhängige
Knotengleich. + 2 Maschengleich.
5. → Gleichungen umstellen nach
I .
Nach Superpositiontheorie /
Überlagerungsmethode
-
sinnvoll, wenn
nur wenige Spannungsquellen vorhanden sind und wenige Größen gesucht sind.
- ACHTUNG!!!
NUR BEI LINEAREN BAUTEILEN
1. Stromrichtungen festlegen ggf. willkürlich
2. Die gesuchte Größe mit Hilfe eine!
3. Das gleiche Verfahren mit jeder
anderen Spannungsquelle widerholen.
4. Teilergebnisse mit einander Addieren.
Achtung VORZEICHEN beachten
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Nach
Zweipoltheorie
Sinnvoll, wenn nur eine Stelle im Netzwerk interessiert.
1. Auftrennen des Netzwerkes an der zu
Stelle.
2. Passiver Zweipol-Bestimmung der Er-
-satzgröße
3. Aktiver Zweipol-Bestimmung der Er-
-satzgröße
*Ersatzspannungsquelle *Ersatzstromquelle
Uq
Iq Ri
Quellenbrücken
Quellenbrücken
Ri
Liegt ein
Widerstand in Reihe zu den Liegt ein
Widerstand parallel zu den
Klemmen.
Klemmen.
Spannungsquellen
Stromquellen
Jede beliebige Schaltung lässt sich durch
einen Grundstromkreis ersetzen.
Bezeichnung
Bezeichnung der
Formelzeichen
Formel
Elektrische Feldstärke
E in
U = Spannung
d = Plattenabstand
Kapazität
(Kondensator)
C in F
C = Kapazität(Fassungs-vermögen eines Kondensators)
F = Farad; häufig in
Materialeigenschaften
Permittivität
=elektrische Feldkonstante im
Leeren Raum(Vakuum) Luft
Bestimmungsgleich-ung
(Plattenkondensator)
C in F
A = Plattenfläche
d = Plattenabstand
Bestimmungsgleich-ung
(Zylinderkondensator)
C in F
L
gepolter Kondensator
Parallelschaltung von
Kondensatoren
U = constant
Q =∑ Qn
Q = Ladungsmenge in As
Reihenschaltung von
Kondensatoren
Q = constant
U =∑Un
Gespeicherte Energie
Im Kondensator
W in J
J = Joule
Strom am Kondensator
i in A
i = Strom
u =Spannung Formelbuchstaben
t = Zeit für
Zeitabhängige
Größen
Kritische Feldstärke
Durchschlagsgleich-heit des
Dielektrikums
Bezeichnung
Bezeichnung der
Formelzeichen
Formel
Kraft im elektrischen
Feld
F in N
N = Newton
Ws = Wattsekunde
F = Q * E in N
in 1As *
Coulomsche Gesetz
(sehr klein)
Magnetische
Durchflutung
N = Windungszahl
Magnetischer Fluss
in 1Vs = 1Wb
Ø = Phi
1Vs = Voltsekunde
1Wb = Weber
(Wirkung auf die Durchflutung
Ist der magnetische Fluss)
Ø in 1Vs
Magnetische Fluss-
dichte
B in1
1T = Tesla
Magnetischer Widerstand
L = mittlere Feldlinienlänge in m
A = Querschnittsfläche in m²
µ = spezifische magnetische
Leitfähigkeit
Permeabilität
µ in
relative Permeabilität
Werkstoffe(Eisen,
Eisen-
legierung, Nickel,
Kobalt)
alle anderen Stoffe
Magnetischer
Leitwert
Λ =Lambda
Ohmsches Gesetz des
magnetischen Kreises
Bezeichnung
Bezeichnung der
Formelzeichen
Formel
Magnetische Spannung
V in 1A(Ampere)
Durchflutungssatz
(Energieerhaltungssatz)
Magnetische Feldstärke
Streufaktor
σ
σ=Sigma
ø = erzeugter Fluss
der Fluss in Eisen
muss um σ(Sigma) größer sein .
Eisenfüllfaktor
A =Kernquerschnitt
=aktiver Eisenquerschnitt
Feldstärke außerhalb
eines Leiters
r = Abstand der betrachteten
Feldlinie zur Leitermitte
I = Leiterstrom I
R = Leiterradius r
Feldstärke innerhalb
eines Leiters
Feldstärke Verlauf
H
-R
R r
außerhalb außerhalb
Ha~
innerhalb
Hi~r
Kräfte im magnetischen
Feld
F in N
A = Polfläche
Anziehungskraft eines Magneten
Kraft auf Stromdurch-
flossene Leiter im
Magnetfeld
F in N
L = Wirksame Leiterlänge
N
S L
F = B*I*L
Bezeichnung
Bezeichnung der
Formelzeichen
Formel
Kraftwirkung zwischen
Stromdurchflossenen
Leitern
F in N
I 2 I 2
a . ---a------.
Kraftwirkungen auf
Bewegte Ladungen
Im Magnetfeld
Q = bewegte Ladungsträger
V = Geschwindigkeit der
Ladungsträger
F = B*Q*v
(
Induktion der Bewegung
Induktionsgesetz
V
++++
Induzierte Spannung (Quellspannung)
L = Wirksame Leiterlänge
v = Geschwindigkeit des Leiters
B = Flussdichte
Generatorregel: Hält man die rechte
Hand so, dass die Feldlinien in die Handinnenflächen eintreten und der
abgespreizte Daumen die Bewegungsrichtung des Leiters zeigt, so zeigen die
gestreckten Finger die Richtung des Induzierten Stromes an.
Induktion der Ruhe
Induktionsgesetz
L* s
s
I i
L
Lenz`sche
Regel: Die Wirkung ist der Ursache entgegengesetzt.
Induktivität
L in 1H(Henry)=1
Eigenschaft einer Spule
N = Windungen
(nur für einfache mag Kreise);
Selbstinduktions- spannung
Spannung an der
Spule
I R L
Bezeichnung
Bezeichnung der
Formelzeichen
Formel
Gegeninduktion
M in 1H =
Induzierte Spannung
Induktivitätsfaktor
L für N = 1
Reihenschaltung von
Induktivitäten
L in 1H
Parallelschaltung von
Induktivitäten
L in 1H
Energie im magnetischen Feld
W in N
linear: bei L=constant µ =constant
Für den Vollkreis gilt:
Frequenz
f in 1Hz
T = 1 Periodendauer in s
Neben einer Periodendauer(T)und einer
Frequenz(f)ist die Winkelgeschwindigkeit wichtig!
Winkelgeschwindigkeit
(Kreisfrequenz)
ω
ω = Omega
Wellenlänge(in der HF-Technik(Lambda
statt Frequenz))
Lambda
c = Lichtgeschwindigkeit
Bezeichnung
Bezeichnung der
Formelzeichen
Formel
Augenblickswert
u in V
neg.Nulldurchgang(nacheilend)
pos.Nulldurchgang(voreilend)
