Elektrotechnik at Berufsakademie Sachsen - Staatliche Studienakademie Dresden

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Halbleiter

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Isolatoren

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Vorgehensweise zur Berechnung von Gleichstromnetzen

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was herrscht in Bezug auf Ladungen im Wesentlichen beim Kondensator

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FZ: E

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Def.: Kapazität

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Masche

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Knotenpunkt

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Def.: Energie

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echte Knoten

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Strom

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Grundgrößen der ET

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Elektrotechnik

Halbleiter

Als Halbleiter bezeichnet man feste Stoffe mit wenigen beweglichen elektrischen Ladungsträgern (meist Übergangselemente wie Kohlenstoff in Graphitmodifikation, Selen, aber auch Metalloxide und Metallsulfide, z. B. Cu2O). Die Leitfähigkeit hängt stark von der Temperatur ab. Technische Bedeutung haben Halbleiterkristalle mit Diamantgitter (Silizium, Germanium), die durch bewusst eingebaute Gitterstörungen (Dotierung, s. Kapitel 5) bewegliche Ladungsträger erhalten.

Elektrotechnik

Isolatoren

Nichtleiter enthalten fast keine freien Ladungsträger. Dazu gehören nichtmetallische feste und flüssige Stoffe sowie nichtionisierte Gase. Technisch wichtig sind z. B.: 

Feststoffe: Papier, Keramik, Glimmer, Kunststoffe

Flüssigkeiten: Öl

Elektrotechnik

Vorgehensweise zur Berechnung von Gleichstromnetzen

Die Vorzeichenregeln müssen beachtet werden, sonst verlieren die Kirchhoffschen Gesetze ihren Sinn 

  • Ersatzschaltbild zeichnen! 
  • Alle Quellenspannungen, Strom- und Spannungspfeile einzeichnen! 
  • Knotenregel, Maschenregel und Ohmsches Gesetz so oft anwenden, bis                             genügend unabhängige Gleichungen zur Berechnung der unbekannten Größen                 vorhanden sind! 

Vor allem der letzte Punkt ist in komplizierten Netzwerken nicht trivial. Es müssen daher Regeln für die Aufstellung der Gleichungen festgelegt werden: 

  • In jedem Netzwerk fließen z Teilströme. 
  • In jedem Netzwerk ergeben sich genau (k-1) linear unabhängige Knotengleichungen.

Damit kann die Zahl und Art der notwendigen Gleichungen angegeben werden. Für jedes Netzwerk existieren: 

  • (k - 1) unabhängige Knotengleichungen und 
  • z - (k - 1) unabhängige Maschengleichungen. 

Die Teilspannungen können durch Anwendung des ohmschen Gesetzes bestimmt werden

Elektrotechnik

was herrscht in Bezug auf Ladungen im Wesentlichen beim Kondensator

ruhende Ladungen

Elektrotechnik

FZ: E

Feldstärke

elektr. oder magn.

Elektrotechnik

Def.: Kapazität

Maß für die Fähigkeit des Speichervermögens elektrischer Energie

Elektrotechnik

Masche

über Zweige geschlossener Umlauf (kein Zweig mehrfach durchlaufen)

Elektrotechnik

Knotenpunkt

Punkt in einem Netzwerk in dem eine Stromverzweigung auftritt


Netzwerk besteht aus k Knoten

Elektrotechnik

Def.: Energie

Potenz vorhanden, Arbeit zu verrichten

-> immer mit Wärme bei Energieumsetzung verbunden

Elektrotechnik

echte Knoten

verbinden mindestens 3 Zweige

Elektrotechnik

Strom

fließt

Elektrotechnik

Grundgrößen der ET

  • Länge
  • Zeit
  • Masse
  • elektr. Ladung

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