E-Technik

1.0 Abkürzungen

SI = Systéme International d' Unités (internationales System der Einheiten)

1.1 Einheiten, Formelzeichen

BasisgrößeFormelzeichenBasiseinheitSymbol
ZeittSekundes
LängelMeterm
MassemKilogrammkg
elektrische StromstärkeIAmpereA
TemperaturKelvinK
LichtstärkeLCandelacd
StoffmengenMolmol

2.0 Elektrischer Strom

2.0.0 Definition

1 C = 6,29 * 1018 e-
1 e- = 1,60217733 * 10-19 C
Millikan-Versuch: Man bringt Öltröpfchen in das E-Feld eines Kondensators. Bei bestimmten Spannungen schweben einige Tröpfchen (die Kräfte, die das E-Feld auf ihre Ladung ausübt, gleichen dann exakt die Schwerkraft aus), ändert man die Spannung, sinken diese Tröpfchen und andere schweben stattdessen.
Die Spannungen, bei denen bestimmte Tröpfchen schweben, sind nicht beliebig, sondern hängen mit ihrer Ladung zusammen. Da diese Ladung immer ein vielfaches der Elementarladung ist, kann auch die Spannung, die Tröpfchen zum schweben bringt, immer nur ganz gewisse Werte annehmen.

2.0.1 Richtung

Technisch (historisch) : von + nach -
Real (Bewegung der Elektronen) von - nach +
In der Hörgeräteakustik verwenden wir für Überlegungen oder Beschreibungen die technische Stromrichtung.

2.1 Verhalten verschiedener Bauteile in Schaltungen mit Gleichstrom

2.1.0 Widerstände

x.x.x Ohmsches Gesetz

Ohmsches Gesetz I ~ U    U/I = R
Ohm'sche Gesetz: I~U Strom ist proportional zur Spannung
         R= U/I

x.x.x Spezifischer Widerstand eines Leiters

Widerstandswert eines Leiters R = ϱ * l / A
l = Länge des Leiters, A = Querschnitt

Eine praktische Anwendung hierfür ist das Berechnen des Widerstandes einer Ringschleife.

x.x.x Reihenschaltung

Reihenschaltung U1/U2 = R1/R2

x.x.x Parallelschaltung

x.x.x Anwendung: Innenwiderstand einer Batterie

Leerlaufspannung 

x.x.x Anwendung: Auswirkungen auf Spannungs- und Strommessungen

Generell sollen Messungen den Stromkreis möglichst wenig beeinflussen, um die daraus resultierenden Messfehler so gering wie möglich zu halten.
Eine Spannung wird immer parallel gemessen. Da sich bei einer Parallelschaltung der Gesamtwiderstand verkleinert (s.o.), muss der Innenwiderstand des Messgerät also möglichst groß sein, um den Gesamtwiderstand möglichst wenig zu verfälschen.
Moderne Messgeräte haben hier meist Innenwiderstände von >10MΩ
Ströme werden immer in Reihe gemessen. Somit gilt analog, dass der Innenwiderstand des Messgerätes möglichst klein sein muss, um den Gesamtwiderstand möglichst wenig zu vergrößern.

x.x.x Anwendung: Erweiterung des Messbereich

Um den Wegbereich zu erweitern muss die Mehrspannung an einem Vorwiderstand
des Meßgerätes abfallen. Der Widerstand muss so gewählt werden, das die
Spannung am Messgerät gleich ist. z.B von 1 V wird auf 10 V hochgeschaltet.
Das heißt, dem Messgerät wird durch das Drehen des Messbereich ein
Innenwiderstand vorgeschaltet( Reihe) wo die Mehrspannung (9 V) anfällt.  
Strom wird in Reihe gemessen. Der Widerstand beim Strommessen sollte so
klein wie möglich sein um den Stromfluß nicht zu behindern.
Um hier einen Messbereich zu ändern wird im Strommeßgerät eine
Paralellschaltung aktiviert, wo sich der Strom aufteilt. Dabei gilt:
1V auf 10V = R^v* 1/9= R^i

2.1.1 Kondensatoren

Lade, Entladezeiten
t/τe-t/τ1-e-t/τ
010
10.3680.632
20.1350.865
30.0500.950
40.0180.982
50.0070.993"voll"
60.0020.998

2.1.3 Spulen

2.2 Verhalten von passiven Bauteilen in Wechselstromschaltungen

x.x Halbleiter

x.x.0 Chemische Grundlagen

x.x.1 Dioden

x.x.2 Transistoren