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Grundbegriffe, Einheiten, Formeln, Multiplikatoren

Kurze Erläuterungen zu den Grundbegriffen der Elektrik, den grundlegenden Formeln zur Berechnung und Dimensionierung von Bauteilen und eine Umrechnungstabelle für Multiplikatoren.

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Grundbegriffe, Einheiten

Spannung

Ist sozusagen die Voraussetzung und treibende Kraft, um Strom fliesen zu lassen. Spannung liegt in einer bestimmten Höhe an und benötigen keinen geschlossenen Stromkreis. Auf der Verbraucherseite fällt die Spannung ab. Die Einheit ist Volt [V], der Formelbuchstabe ist ein U.

Strom

Strom fliest in einer bestimmten Stärke - besser gesagt, Elektronen bewegen sich in einem Leiter fort. Dazu bedarf es eines geschlossenen Stromkreises. Die Stärke hängt von der Höhe der anliegenden Spannung und dem Widerstand ab. Die Einheit ist Ampere [A], der Formelbuchstabe ist ein I.

Leistung

Ist die Kraft, die der Strom in Verbindung mit der angelegten Spannung erzeugt. Sie ist das Produkt aus Strom und Spannung. Die Einheit ist Watt [W], der Formelbuchstabe ist ein P.

Arbeit

Ist die Leistung, die über einen gewissen Zeitraum erbracht wird. Die Einheit ist Wattsekunde [Ws]. Mittels Umrechnung bekommt man Wattstunde [Wh] und Kilowattstunde [kWh]. Der Formelbuchstabe ist ein W.

Widerstand

Werkstoffe setzen dem Strom einen gewissen Widerstand entgegen. Dieser Widerstand hat die Einheit Ohm [Ω] (der griechische Großbuchstabe Omega), der Formelbuchstabe ist ein R.

Blindwiderstand

Induktivitäten (Spulen) und Kapazitäten (Kondensatoren) verhalten sich bei Gleich- und Wechselspannung unterschiedlich. Während bei Gleichspannung eine Spule nahezu keinen Widerstand hat, hat ein Kondensator einen unendlich hohen Widerstand. Bei Wechselspannung ändern sie ihren Widerstand in Abhängigkeit der Frequenz: Der Widerstand der Spule wird mit steigender Frequenz höher, der des Kondensators kleiner. Diese Widerstände werden Blindwiderstand genannt, die Einheit ist Ohm [Ω], der Formelbuchstabe ist ein X, mit den Indizes L (induktiv) und C (kapazitiv).

Formeln

Ohmsches Gesetz:

I = U / R oder in Einheiten [A] = [V] / [Ω]
Daraus leiten sich folgende Formeln ab:
U= I * R und R = U / I

Leistung:

P = U * I oder in Einheiten [W] = [V] * [I]

Arbeit:

W = P * t oder in Einheiten [Ws] = [W] * [s]

Potenzen, Multiplikatoren

Bei Größen über 1000 Einheiten und kleiner 0 Einheiten wird sie mit einem Multiplikator bei der Einheit umgerechnet, um übersichtliche Größen zu erhalten.

Buchstabe

Name

Umrechnungsfaktor

in Potenzen

in Zahlen

T Tera Billion 1012 1.000.000.000.000
G Giga Milliarde 109 1.000.000.000
M Mega Million 106 1.000.000
k Kilo Tausend 103 1.000
m Milli Tausendstel 10-3 0,001
µ Mikro Millionstel 10-6 0,000.001
n Nano Milliardstel 10-9 0,000.000.001
p Piko Billionstel 10-12 0,000.000.000.001
f Femto Billiardstel 10-15 0,000.000.000.000.001

Beispiele:

1 kW = 1000 W
1 mA = 0,001 A


Das sagen User zu diesem Thema (5 Beiträge):

Von: Michi
Am: 25.01.11 14:26

Also dieser Atrikel ist sehr nützlich für Schüler meiner Art.
Viel gibt es nicht auszusetzen.
Alles was wir in unserer Schule brauchen ist hier aufgelistet.
lg michi
Am: 18.01.09 21:57

Man kann nicht sagen, dass eine Induktivität sich beim Anlegen von Gleichstrom nur der ohmsche Widerstand bemerkbar macht. Das ist ein dynamischer Vorgang, den jeder angehende Ingenieur zu berechnen lernt. Durch die Spule fließt nach Anlegen der Gleichspannung zuerst kein Strom, der dann zunimmt und durch den ohmschen Widerstand der Spule begrenzt wird. Umgekehrt hat ein Kondensator im ersten Augenblick einen Kurzschluss, der erst nach dem Aufladen auf 0 zurückgeht. Man sieht das, wenn man einen genügend grossen Kondensator an ein analoges Widerstandsmessgerät anschließt. Man sieht wie der Zeiger gegen 0 Ohm ausschlägt um dann bei Unendlich stehen zu bleiben.
Von: fgee
Am: 09.02.08 14:22

Hmm, dieser Artikel beschreibt eigentlich nur Grundbegriffe und Masseinheiten der Elektrik. Damit kann man elektrische Dinge berechnen. Aber was ist, wenn einem die elementaren Kenntnisse von Stromkreis und dergleichen fehlen? Darauf geht der Artikel nicht ein.
Einen Artikel zu den elementaren Grundlagen der Elektrotechnik für Modellbahnen findet man hier: http://k.f.geering.info/modellbahn/technik/grundlagen.htm
Felix
Von: jochen
Am: 31.08.07 19:54

Hallo "koesters60"
Deine angemahnte Erwähnung von Grundschaltungen wie "AND", "OR" etc. gehören nicht in die Rubrik Grundbegriffe, sondern stellen bereits elektronische Schaltungen innerhalb von IC`s oder analogen Schaltungsaufbauten mit den Bauelementen Transistor, Diode und Widerstand (oder auch Kondensator) dar und sind folgerichtig erst in der Schaltungstechnik erwähnenswert. Sorry - Hier hast du was verwechselt.
Mfg. jochen
Am: 18.08.07 20:31

Einwe Bauteilegruppe wird überhaupt nicht erwähnt, nämlich die Logischen Gatter (IC Schaltungen); sicherlich ist das gebiet insgesamt zu groß, aber vielleicht reicht ja die Boolschen Grundelemente AND, OR, NAND, NOR, EXOR zu erwähnen und eine kleine Wahrheitstabelle jeweils zu zeigen.
Bernd.

 


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