Physik: Elektrizität und Energie

Physik: Elektrizität und Energie

1. Elektronische Schaltung

   • Digital-Ausgabegeräte
     • Ein Gerät, dass einen Output mit Hilfer einer Gleichstromschaltung ausgibt.
     • Verstärker
       • Segmentanzeige
     • Wecker
       • Elektrizität -> Bewegung/Geräusch
     • Magnet
       • Elektrizität -> Bewegung
     • LED
       • Elektrizität -> Licht
     • Glühbirne
       • Elektrizität -> Licht/Hitze
   • Analog-Ausgabegeräte
     • Ein Gerät, dass einen Output mit Hilfer einer Wechselstromschaltung ausgibt.
     • Lautsprecher
       • Elektrizität -> Klang
     • Motor
       • Elektrizität -> Bewegung/Geräusch
   • Eingabegeräte
     • Ein Gerät, welches einen Input annimmt und in ein elektrisches Signal verwandelt.
     • Solarzelle
       • Licht -> Elektrizität
     • Mikrofon
       • Klang -> Elektrizität
     • Thermoelement
       • Hitze -> Elektrizität

2. Das Atommodell, Ladungsträger und Elektrostatik

   • Das Atommodell besteht aus Protonen, Neutronen und Elektronen
     • Protonen, Neutronen und Elektronen sind Atome. Atome entgegengesetzter Ladung ziehen sich an, Atome mit gleicher Ladung stossen sich ab.
     • Protonen sind positiv geladen
     • Neutronen sind Neutral geladen
     • Elektronen sind negativ geladen
   • Wenn Objekte aneinander reiben, nennt sich das Elektrostatik
     • So funktioniert ein Van der Graaf Generator
     • Zum Beispiel, ein Fotokopierer

3. Elektrische Spannung und elektrische Felder

   • Desto höher die elektrische Spannung, desto höher die Anzahl von Electronen

4. Ohmsches Gesetz

   • Das Ohmsche Gesety führt den Widerstand ein
     • Der Widerstand wird in Ohm gemessen (Ω)
     • Die Formel für den Widerstand ist V=IR
     • Je höher der Widerstand, desto geringer die Spannung

5. Elektrischer Strom

   • Elektronen bewegen die positive Seite der Schaltung. So funktioniert eine Gleichstromschaltung.
     • Die Formel für den Strom (I) ist Q=IT
   • Elektronen können sich frei in einem Leiter bewegen
   • Die Rate des Richtungswechsels entspricht der Frequenz
     • Die Netzfrequenz in Europa ist 50 Hz.
   • In einer Wechselstromspannung bewegen sich die Elektronen nicht in die selbe Richtung.Sie bewegen sich ständig vorwärts und rückwärts.
   • Der Fluss der Eketronen wird als Strom bezeichnet.
     • Die Grösse des Stroms ist der Betrag der Ladung die durch ihn fliesst.

6. Energieerhaltungssatz

   • Potentielle Energie im Gravitationsfeld
     • Wenn nach Höhe und nicht nach Distanz gemessen.
       • E=Fh
   • Wenn kinetische Energy beteiligt ist
     • E=1/2m(vxv)
   • Welche Energie wurde bei einer vertikalen Bewegung verbraucht.
     • E=mgh
   • E=Fd
     • E=Energie
     • F=Kraft
     • d=Distanz
   • Welche Energie ist verloren gegangen.
     • Ep=Ek
       • mgh=1/2m(vxv)
   • Wirkungsgrad
     • Nicht Alles ist 100% effizient.
       • Es gibt die Möglichkeit die Effizienz einer Variable zu messen.

7. Elektrische Schaltungen

   • Die Stromstärke ist innerhalb des Kreislaufes immer die selbe die selbe
   • Reihenschaltung
     • Der Gesamtwiderstand ist die Summe aller Widerstände
     • Die Spannung wird auf alle Bestandteile aufgeteilt, abhängig davon wieviel jeder braucht
       • Die Gesamtspannung ergibt sich daraus, wenn alle Teilspannungen miteinander addiert werden
   • Parallelschaltung
     • Der Strom der in einen Weg fliesst, ist der selbe wenn er ihn verlässt
     • Die Spannung ist in jedem Bestandteil die selbe

8. Elektrische Leistung und Energie

   • Der Zusammenhang zwischen elektrischer Leistung und Strom
     • P=IV
     • Hilfreich um herauszufinden welche Sicherung benötigt wird
       • Die flasche Sicherung führt zu überhitzen und kann ein Feuer entfachen
         • P=IV+V=IR
           • P=(IxI)R
           • P=(VxV)/R
   • Der Zusammenhang zwischen elektrischer Leistung und Energie
     • E=Pt
   • Für Elektrizität bezahlen
     • Gemessen in Einheiten
       • 1 Einheit = 1kW
         • Ergibt sich aus E=Pt
   • Kraftwerke erzeugen Strom in vier Schritten
     • Dampf bringt Turbinen in Bewegung
       • Diese sind an einen Generator gekoppelt der Elektrizität erzeugt
         • Diese wird an einen Transformator gesendet, der die Spannung deutlich erhöht
           • Durch die erhöhte Spannung wird die Stromstärke gesenkt, wodurch weniger Hitze entsteht
             • Bei den Endverbrauchern wird die Stromstärke wieder auf 230V gesenkt