Grundlagen zur Elektrotechnik im Gleichstromkreis
Kursthemen
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- Grundlagen zur Elektrotechnik im Gleichstromkreis mit den
- Grundbauteilen, Widerstand, Kondensator, Spule, Diode, Transistor.
Diese Grundlagen zur Elektrotechnik sind zum Verständnis weiterführender technischer Zusammenhänge dringend notwendig.
Hinweise zu den Tests / Quizzes:
- Alle Berechnungsergebnisse mit mindestens 4 signifikanten Stellen anzugeben;
z.B.: 0,1234 oder 1,234 oder 12,34 - Nicht vergessen sollte man die korrekte Einheitengröße anzugeben.
- Bei mehrfach Markierungsaufgaben (Ankreuztest) führen die falsch markierten Antworten meist zu einem Punkteabzug.
- Die Bestehensgrenze liegt meist bei ~60%
- Die als "nicht bewerteter Test" gekennzeichneten Tests/Quizze können und sollten mehrmals durchlaufen werden.
- Nach Abschluß des Tests werden die Lösungen und teilweise auch Beispielberechnungen angezeigt.
- Die als "bewerteter Test" gekennzeichneten Tests/Quizze können nur einmal durchgeführt werden; ähnlich einer Klassenarbeit.
- Die meisten Aufgaben/Fragen variieren bei jedem neuen Versuch in Aufgabenstellung und Antwortmöglichkeit.
Ich wünsche Euch beim Bearbeiten hoffentlich viel Spaß, einen guten Wirkungsgrad und natürlich viel Erfolg.
Viele Grüße, Euer Kursleiter Andreas Ruiter
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Formeln Kapazität
Die Kapazität eines elektrischen Ladungsspeichers, z.B. einer Batterie oder eines Autoakkus ist z.B. 40Ah. Es entspricht somit der Ladung \( Q = I \cdot t = 40A \cdot 3600s = 144000 As \)
Beim Kondensator (auch im Elektrischen Feld) gilt für die Ladung: \( Q = C \cdot U \)
Somit besitzt ein Kondensator mit 1F, der mit einer Spannung von 12V geladen ist eine Ladung von: \( Q = C \cdot U = 1F \cdot 12V = 12As \)In einer Reihenschaltung von mehreren Kondensatoren sind nicht nur die äußeren Platten aufgeladen, auch auf den inneren Platten treten Ladungstrennungen auf (elektrische Influenz). Alle Kondensatoren sind dann mit der gleichen Ladungsmenge aufgeladen und je nach Kapazitätsgröße liegt am einzelnen Kondensator eine Teilspannung der anliegenden Gesamtspannung. Also Qges = Q1 = Q2 = Q3 = Qn und Uges = UC1 + UC2 + UC3 + ... + UCn
In einer Parallelschaltung von mehreren Kondensatoren liegen alle an derselben Spannung und es ergibt sich die Gesamtladung aus der Summe der Einzelladungen: Q = ∑Qn
Für einen Plattenkondensator ergibt sich die Kapazität aus:\( \large {C={{ \epsilon_0 \cdot \epsilon_r \cdot A} \over {d} } } \)
\( wenn: \\ C = Kapazität ~ in ~ Farad: \large {C = { { As \cdot m^2 } \over { Vm \cdot m } }= {{As} \over {V}} = F } \\ \large { \epsilon_0 = 8,85 \cdot 10^{-12} {As \over Vm} } \\ = elektrische ~ Feldkonstante ~ des ~ leeren ~ Raumes \\ \epsilon_0 = relative ~ Permittivität ~ oder ~ Dielektrikumszahl \\ Z.B.: Luft=1; Polystyrol=2,5; Hartpapier=8; Wasser =80 \\ A = die ~ wirksame ~ Fläche ~ der ~ gegenüberstehenden ~ Platten~ in ~ m^2 \\ d = der ~ Plattenabstand ~ in ~ m \)
\( Zeitkonstante ~~ \tau = R \cdot C \)
bei 1τ ist der Kondensator zu 63% aufgeladen
bei 3τ ist der Kondensator zu 95% aufgeladen
bei 5τ ist der Kondensator zu 99% aufgeladen
Die Funktionsgleichung für die Kondensatorspannung und den Strom beim Laden lauten:
\( \large { u_c = f(t) = U - U \cdot e^{-{t}\over{\tau}} = U \cdot (1-e^{-{t}\over{\tau}}) \\ i_c = f(t) = { { U \over R } \cdot e^{-{t}\over{\tau}} } } \)
Die Funktionsgleichung für Spannung und den Strom beim Entladen lauten:
\( \large { u_c = f(f) = U \cdot e^{-{t}\over{\tau}} \\ i_c = f(t) = {U \over R } \cdot e^{-{t}\over{\tau}} } \)
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Für diese Übungen sollten Sie sich etwas Zeit nehmen.
Mit der zuvor dargestellten Formelsammlung sollten eigentlich alle Aufgaben lösbar sein.
Bei den "berechneten Fragen" sollten Sie Ihr Ergebnis meist mit 4 signifikanten Stellen angeben; und vergessen Sie dann nicht die korrekte Maßeinheit auszuwählen.
Sie können den Test mehrmals bearbeiten, wobei sich die Fragen/Antwortmöglichkeiten/Zahlenwerte jeweils verändern.
Nutzen die Chance so lange zu üben, bis Sie sich in den Antworten sicher fühlen.
Viel Erfolg!!!
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Dieser Test wird bewertet. Sie haben nur einen Versuch die richtige Antwort zu geben.
Mit der zuvor dargestellten Formelsammlung sollten eigentlich alle Aufgaben lösbar sein.
Bei den "berechneten Fragen" sollten Sie Ihr Ergebnis meist mit 4 signifikanten Stellen angeben; und vergessen Sie dann nicht die korrekte Maßeinheit auszuwählen.
Viel Erfolg!!!
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