Formelsammlung Physik/ Elektrotechnik

GrundlagenBearbeiten

LadungBearbeiten

Formelzeichen Einheit
Q Ladung C Coulomb
   
 

KapazitätBearbeiten

Allgemein
Ladung Q im Kondensator  
Energie W im Kondensator  
Strom in den Kondensator  
Laden / Entladen in Reihenschaltung
Anfangsladestrom  
Zeitkonstante    
Kondensatorspannung beim Ladevorgang  
Ladestrom  
Kondensatorspannung beim Entladevorgang  
Entladestrom  
Reihenschaltung von Kondensatoren Parallelschaltung von Kondensatoren
   
   
   
Für n gleiche C
 
Für n gleiche C
 

StromstärkeBearbeiten

Formelzeichen

 

Einheit

Ampere
Das Ampere ist eine SI-Basiseinheit und hat daher keine Definitionsgleichung
 

BeweglichkeitBearbeiten

Elektronen werden durch Kraftwirkung Beschleunigt

 

Elektronen werden beschleunigt bis es z.B ein Gitteratom stößt:

 

wobei

 : Mittlere zwischen zwei Stößen
 : Driftgeschwindigkeit: Ist die mittlere Geschwindigkeit, die von Feldstärke verursachen wird.
 : Elektronenmasse
 : Beweglichkeit der Elektronen

StromdichteBearbeiten

Einheit

Ampere*Meter^-2
 


wobei

 : Volumenladungsichte
 : Anzahl der Elektronen
 : Elementarladung
 

Wenn Homogen

 

Kirchhoff: KnotenregelBearbeiten

Es gilt nur wenn Strom konstant ist, und wenn es keine Ladung in die Hüllfläche gibt.

      

WiderstandBearbeiten

Formelzeichen

 

Einheit

Ohm
 


Dass der Widerstand konstant ist, gilt übrigens nur bei konstanter Temperatur und metallischen Leitern! Für den Fall, dass der Widerstand sich mit der Temperatur ändert, gilt folgende Gesetzmäßigkeit:

 

Der Widerstand bei einer Temperatur ist der Widerstand bei einer bekannten Temperatur multipliziert mit einem Faktor, der von einer Materialkonstante α abhängt und der Temperaturdifferenz  .

Spannung, Stromstärke, Widerstand, LeitwertBearbeiten

Formelzeichen Einheit
U Spannung V Volt
I Stromstärke A Ampère
R Widerstand Ω Ohm
G Leitwert S Siemens
     
     
     

LeistungBearbeiten

Formelzeichen Einheit
P Leistung W Watt
     
    (Ohmsche Verluste)
   
   

Elektrische ArbeitBearbeiten

Formelzeichen Einheit
W Arbeit Ws Wattsekunde = J w:Joule
t w:Zeit s Sekunden
     
 

Reihenschaltung von WiderständenBearbeiten

2. Kirchhoff'sches Gesetz, auch Maschenregel genannt.
Die Summe aller Teilspannungen ist genauso groß wie die Gesamtspannung
Formelzeiche Beschreibung Formelzeichen Beschreibung Formelzeichen Beschreibung
Rges Gesamtwiderstand R1 Teilwiderstand R2 Teilwiderstand
Uges Gesamtspannung UR1 Spannung an R1 UR2 Spannung an R2
Pges Gesamtleistung PR1 Leistung an R1 PR2 Leistung an R2
 
 
 
 
 
 

Parallelschaltung von WiderständenBearbeiten

1. Kirchhoff'sches Gesetz, auch Knotenregel genannt.
Die Summe aller Teilströme ist genauso groß wie der Gesamtstrom
Formelzeichen Beschreibung Formelzeichen Beschreibung Formelzeichen Beschreibung
Rges Gesamtwiderstand R1 Teilwiderstand R2 Teilwiderstand
Gges Gesamtleitwert G1 Leitwert von Teilwiderstand R1 G2 Leitwert von Teilwiderstand R2
Iges Gesamtstromstärke IR1 Stromstärke an R1 IR2

Stromstärke an R2

Pges Gesamtleistung PR1 Leistung an R1 PR2 Leistung an R2
 
 
 
 
 
 
 

Spezifischer WiderstandBearbeiten

Formelzeichen Einheit
ρ Spezifischer Widerstand (Ω·mm²)/m
 

Tabelle für den spezifischen Widerstand

LeiterwiderstandBearbeiten

Formelzeichen Einheit
l Länge m w:Meter
A w:Fläche w:Quadratmeter
 

LeitfähigkeitBearbeiten

Formelzeichen Einheit
γ Leitfähigkeit m / (Ω·mm²)
 

LeiterwiderstandBearbeiten

 

Einfacher GleichstromkreisBearbeiten

elektrische Spannung U     = Zeit
  = elektrische Ladung
  = mechanische Arbeit

 

  = Temperatur
  spezifischer elektrischer Widerstand
elektrische Strom-
stärke I
 
Unter der Bedingung eines stationären Stromes (I = konstant) gilt:
 
elektrischer Wider-
stand R
 
elektrischer Leitwert G  
elektrische Leistung P  
elektrische Arbeit W  
ohmsches Gesetz Unter der Bedingung   gilt:
 
Widerstandsgesetz  
elektrische Leitfähigkeit  

Unverzweigter und verzweigter GleichstromkreisBearbeiten

Reihenschaltung von Widerständen Parallelschaltung von Widerständen
   
   
   
   
Spannungsteilerregel:
 
Stromteilerregel:
 
Reihenschaltung von Spannungsquellen Parallelschaltung von Spannungsquellen
   
  Unter der Bedingung gleicher Spannungsquellen gilt:
 

Magnetisches FeldBearbeiten

LorentzkraftBearbeiten

Magnetische FlussdichteBearbeiten

Formelzeichen Einheit
  Magnetische Flussdichte T Tesla
   
 

AllgemeinBearbeiten

Magnetische Wirkung eine ladung in andere Ladung:

 

wobei

 
 : Permeabilität
 : magnetische Feldkonstante  
 : relative Permeabilität
 : (Pi) Kreiszahl  
 : Ladungen
 : Ladungen geschwindigkeit
 : Abstandsvektor der Ladungen
 : Abstand der Ladungen

und

 
 

Magnetische FeldstärkeBearbeiten

Formelzeichen Einheit
  Magnetische Feldstärke A/m
   
 

LorenzkraftBearbeiten

 

Flussdichte eines LeitersBearbeiten

Für einer unendliche lange Leiter gilt:

 

Oerstedsche GesetzBearbeiten

 

Magnetischer FlussBearbeiten

Formelzeichen Einheit
  Magnetischer Fluss Weber
   

 

InduktivitätBearbeiten

Formelzeichen Einheit
  Induktivität Henry
   

Induktivität ist verketterter magnetische Fluss durch Ström

Elektromagnetisches FeldBearbeiten

Braunsche RöhreBearbeiten

Ablenkung im Kondensator     = Ablenkspannung
  = Beschleunigungsspannung
  = Kondensatorlänge
  = Plattenabstand
  = Abstand von Kondensator zum Schirm
Ablenkung außerhalb des Kondensator  
Gesamte Ablenkung  

WechselstromkreisBearbeiten

Stromstärke i im Wech-
selstromkreis
Momentanwert:  
 Effektivwert:  
 


  = Momentanwert
  = Zeit
  = Scheitelwert
  = Effektivwert
  = Phasenwinkel
  = Momentanwert
  = Scheitelwert
  = Effektivwert
 
  = Leistungsfaktor
  = Phasenverschiebungswinkel

Spannung u im Wech-
selstromkreis
Momentanwert:  
 Effektivwert:  
Scheinleistung S  
Wirkleistung P  
Blindleistung Q  

Widerstände im WechselstromkreisBearbeiten

kapazitiver Widerstand  


  = Frequenz
  = Kapazität

induktiver Widerstand  


  = Frequenz
  = Induktivität

TransformatorBearbeiten

 
 
 

  = Spannung in der Primärspule
  = Spannung in der Sekundärspule
  = Windungen der Primärspule
  = Windungen der Sekundärspule
  = Stromstärke in der Primärspule
  = Stromstärke in der Sekundärspule

Elektromagnetische SchwingungenBearbeiten

Elektromagnetische WellenBearbeiten

Leitungsvorgänge in festen und flüssigen KörpernBearbeiten

WeblinksBearbeiten