Grundlagen der Elektrizität: Ladung, Strom, Spannung, Widerstand
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Das Elektron
Das Elektron ist das Grundelement des elektrischen Stroms. Es trägt elektrische Ladung und kann von einem Atom zum anderen wechseln.
Coulombsches Gesetz
Die Kraft der Anziehung oder Abstoßung zwischen zwei geladenen Körpern ist direkt proportional zum Produkt ihrer Ladungen und umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung, die sie trennt.
Definition: Coulomb
Ein Coulomb ist die Ladung, die, wenn sie in 1m Abstand in einem Vakuum einer gleichen Ladung gegenübersteht, diese mit einer Kraft von 9·109 N abstößt.
Die elektrische Schaltung
Eine elektrische Schaltung besteht aus einer Reihe von miteinander verbundenen Elementen, um die dauerhafte Verbreitung elektrischer Leistung zu ermöglichen.
Elemente einer elektrischen Schaltung:
- Generator: Das Gerät ist dafür verantwortlich, jede Form von Energie in elektrische Energie umzuwandeln.
- Leiter: Dies sind Drähte, die die verschiedenen Schaltelemente miteinander verbinden.
- Verbraucher/Empfänger: Sie sind die Grundelemente des Stromkreises, die elektrische Energie nutzen.
- Steuer- und Schaltelemente: Bestimmen die Betriebsart der Schaltung.
- Schutzelemente.
Die Stromstärke (Intensität)
Die Höhe der Ladung, die einen Querschnitt eines Leiters pro Zeiteinheit durchquert.
Definition: Ampere
Ein Ampere ist die Stromstärke, die durch einen Leiter fließt, wenn dieser eine Ladung von einem Coulomb pro Sekunde transportiert.
Die elektrische Spannung
Der Unterschied in der elektrischen Spannung zwischen zwei Punkten ist die Arbeit, die erforderlich ist, um eine elektrische Ladung von einem Punkt zum anderen zu transportieren.
Definition: Volt
Zwischen zwei Punkten liegt eine Spannung von einem Volt an, wenn für den Transport einer Ladung von einem Coulomb die Arbeit von einem Joule verrichtet wird.
Der elektrische Widerstand
Der elektrische Widerstand ist die Größe, die den Grad der Schwierigkeit beschreibt, den ein Material dem elektrischen Stromfluss entgegensetzt.
Impedanz
Ist eine Größe, die das Verhältnis zwischen Spannung und Strom in einer Schaltung beschreibt, die mit Wechselstrom betrieben wird.
Der Joule-Effekt
Ist das Phänomen, bei dem elektrische Energie in Wärme umgewandelt wird, wenn elektrischer Strom durch einen Leiter fließt.
Die Stromdichte
Beschreibt das Verhältnis zwischen der Stromstärke durch einen Leiter und dessen Querschnittsfläche.
Die elektrische Leistung
Die elektrische Leistung eines Verbrauchers: Ist die Energie, die dieser pro Zeiteinheit verbraucht.
Definition: Watt
Ein Watt: Ist die Leistung eines Verbrauchers, der pro Sekunde eine Energie von einem Joule verbraucht.
Der Widerstand
Ist ein Element, das dem Durchgang von elektrischem Strom einen Widerstand entgegensetzt.
Der Kondensator
Ist ein Element, das elektrische Ladung speichern kann, wenn eine Potentialdifferenz zwischen seinen Platten anliegt.