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.

Beispiele:

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

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