Elektrisches Feld

Elektrotechnik

Das Kapitel Elektrisches Feld in unserem Online-Kurs Elektrotechnik besteht aus folgenden Inhalten:

1. Einführung Elektrisches Feld

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   Ein elektrisches Feld erfüllt gleich mehrere Aufgaben. Es ermöglicht die Beschreibung der Bewegungsrichtung, der Geschwindigkeit und die antreibenden Kräfte von Ladungsträgern. Sind diese Größen konstant, so spricht man von einem stationären elektrischen Feld. In der nachfolgenden Abbildung ist ein elektrisches Feld schematisch dargestellt.Schema eines elektrischen Feldes Im nächsten Kurstext werden wir auf die grundlegenden Rechnungen zu den ...

2. Größen

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   In diesem Kurstext werden die grundlegenden Rechnungen zu folgenden Größen vorgestellt:Elektrische Feldstärke,Elektrische Spannung,Kraft auf den Ladungsträger undBewegungsgeschwindigkeit der Elektronen.Elektrische FeldstärkeDie elektrische Feldstärke $\vec{E} $ ist ein Vektor welcher in die Richtung der Kraft zeigt, die auf eine positive Ladung wirkt. Der Zusammenhang zwischen der Kraft und der elektrischen Feldstärke wird formal ausgedrückt durch:Elektrische ...

3. Polarisation durch Ladungsträgerverschiebung

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   ... an, so entsteht zwischen diesen Platten ein elektrisches Feld. Dieses bewirkt, dass die Moleküle innerhalb des Dielektrikums eine Ladungsträgerverschiebung erfahren. Es findet also eine Trennung der Ladungen statt, aber keine Wanderung. Je nach Dielektrika ist dieser Vorgang unterschiedlich stark ausgeprägt. Diesen Prozess fasst man unter dem Begriff Polarisation zusammen. Um diesen Vorgang besser zu verstehen, folgt eine Abbildung.Polarisation mit Dielektrikum Man spricht ...

4. Elektrische Influenz im elektrischen Feld

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   ... zwei trennbaren Hälften besteht, in ein elektrisches Feld geführt wird [II]. Innerhalb dieses elektrischen Feldes beginnt im Körper eine Ladungsträgertrennung. Hierbei orientieren sich die negativen Ladungsträger auf dem Körper zu den positiven Ladungsträgern auf der positiv geladenen Platte. Gleiches gilt für die positiven Ladungsträger auf dem Körper, die sich zu den negativen Ladungsträgern auf der negativ geladenen Platte ausrichten. Das ...

5. Kondensatoren, Grundlagen

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   Elektrolyt-KondensatorenUm Kondensatoren ausreichend genau beschreiben zu können, müssen wir im Vorfeld auf den Zusammenhang zwischen der Spannung und der elektrischen Ladung eingehen. In der ersten Abbildung siehst du das Schaltzeichen für Kondensatoren:Kondensator Schaltzeichen In der anschließenden Abbildung ist ein Plattenkondensator abgebildet, welcher sich in einem mit Öl gefüllten Behälter befindet.Plattenkondensator, Schema Die ...

6. Kapazität von Kondensatoren

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   Nachdem auf die grundlegenden Rechnungen von Kondensatoren eingegangen wurde, betrachten wir nun die Kapazität von Kondensatoren genauer.Kapazität von KondensatorenDie Gleichung $\frac{Q}{U} = \frac{D}{E} \cdot \frac{A}{l} $ lässt sich umschreiben zu:$\frac{Q}{U} = \frac{D}{E} \cdot \frac{A}{l} \rightarrow \frac{Q}{U} = \varepsilon \cdot \frac{A}{l}$Durch diese Umschreibung weiß man, dass der Quotient $\frac{Q}{U} $ abhängig ist vonden Materialeigenschaften des Feldraumes ...

7. Parallelschaltung

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   Auf einem Motherboard verbaute KondensatorenWerden mehrere ideale Kondensatoren parallel geschaltet, so entspricht dies einer Vergrößerung der Elektrodenfläche. Geht man dabei von einer gegebenen Spannung $ U $ aus, so folgt daraus eine Vergrößerung der gespeicherten Ladung $Q$. In der nachfolgenden Abbildung ist eine Parallelschaltung schematisch dargestellt.Parallelschaltung von Kondensatoren Berechnungsgrundlagen einer ParallelschaltungGesamtkapazität: $ ...

8. Reihenschaltung

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   Bei einer Reihenschaltung von Kondensatoren mit den Einzelkapazitäten $ C_1, C_2, C_3, C_4 ... $ fließt durch alle Kondensatoren der gleiche Strom $ I $. In der nachfolgenden Abbildung ist eine Reihenschaltung dargestellt. Reihenschaltung von Kondensatoren Grundlegende BerechnungenBei allen Kondensatoren muss sich beim Einschalten des Stroms auf allen Elektroden die betragsmäßig gleiche Ladung Q ansammeln. Die Spannung $ U $ bestimmt sich durch:$\ U = \frac{Q}{C}$ ...

9. Energie eines magnetischen Feldes

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   Im kommenden Kapitel behandeln wir den Magnetismus und die mit Magnetismus in Verbindung stehenden Vorgänge.