Elektrische Grundgrößen

Vgl.Grundlagen unter dem Beruf Elektromaschinentechnik (Mechatronik)

Elektrische Ladung

atom01 (8K)

Nach Bohr besteht ein Atom aus folgenden Teilchen:

Teilchenname Elektrische Ladung Ort
Elektron elektrisch negativ (Elementarladung e- Atomhülle
Proton elektrisch positiv Atomkern
Neutron elektrisch neutral (ungeladen)

Die elektrische Ladung Q wird in Coulomb C gemessen.

formel01 (1K)

Charles Augustin de Coulomb

Charles Augustin de Coulomb (1736 - 1806)

Ihm gelang ca. 1785 der Nachweis der nach ihm benannten Gesetzmäßigkeit. Er hat die Kräfte zwischen elektrischen Ladungen mit einer Torsionsdrehwaage bestimmt. Die Größe der Kraft hängt dabei von der Ladungsmenge zweier entfernter Probeladungen und deren Abstand zueinander ab.

Über den Abstand der Probeladungen und die Kraftwirkung kann die Ladungsmenge bestimmt werden.

Zehnerpotenzen oder "Nullen zählen"

tabelle01 (20K)

Elektrische Spannung

Die elektrische Spannung U wird in Volt V gemessen. [1V = 1Nm/1C]

1 Volt entsteht, wenn man für das Trennen der Ladungsmenge von 1 Coulomb, die Energie von 1 Newton-Meter aufbringt.

formel04 (1K)

Alessandro Graf Volta

Allesandro Graf Volta (1745 - 1827)

Er ist der Namensgeber der Spannungseinheit.

Er hat nach Galvanis Entdeckung der "Tierischen Elektrizität" das Verhalten von Metallen und Säuren untersucht.

Durch seine Versuche hat er die chemische Spannungsquelle entdeckt.


Elektrische Stromstärke

Der elektrische Srom I wird in Ampere A gemessen. [1A = 1C/1s]

1 Ampere fließt, wenn sich in 1 Sekunde die elektrische Ladungsmenge von 1 Coulomb durch den Leiter bewegt.

formel05 (1K)

Andre Marie Ampere

Andre-Marie Ampere (1775 - 1836)

Er ist der Namensgeber der Stromstärkeeinheit.

Nachdem Hans Christian Oersted die zappelnde Kompassnadel entdeckt hatte, untersuchte Ampere die Kraftwirkung zwischen stromdurchflossenen Leitern

Das Ergebnis seiner Untersuchung ergab eine Beziehung zwischen Stromfluss in benachbarten Leitern, die sehr an die Gesetze von Coulomb und Newton erinnert.


Zusammenfassung

  • Elektrische Ladung Q
    • negative Elementarladung
      • bewegliche Elektronen
    • positive Elementarladung
      • Protonen fest im Kern
    • Ist die Ursache der Elektrizität
  • Elektrischer Strom I
    • bewegte elektrische Ladungen
      • in Festkörpern bewegen sich Elektronen
      • in Flüssigkeiten und Gasen bewegen sich Ionen
  • Elektrische Spannung U
    • Durch Energieaufwand getrennte Ladung
      • Spannungserzeugung durch Reibung
        • in Isolatoren kann die Ladungsverteilung durch Reibung verändert werden
      • Elektrochemische Spannungserzeugung
        • Metallatome werden durch Elektrolyte unvollständig gelöst
      • Spannungserzeugung durch Wärme
        • Spannung am Thermoelement
      • Spannungserzeugung durch Druck
        • Ladungsverschiebung durch Gefügeveränderung eines Kristalls
      • Spannungserzeugung durch Licht
        • Photonen lösen freie Elektronen aus Halbleiterkristallen
      • Spannungserzeugung durch Induktion
        • Ändert sich das Magnetfeld um einen Leiter, werden im Leiter freie Elektronen verschoben

Berechnungen

Für das interaktive Formular brauchst du den Flash-Player. Achtung: , = .