Abschnitt 16
Grundlagen der Elektrizität
Jede Ladung ist ein ganzzahliges Vielfaches der Elementarladung.
con
Die Kraft zwischen zwei Punktladungen ist proportional zum Produkt der Ladungen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands.
Für eine Punktladung
Das elektrische Feld ist die Kraft pro Ladungseinheit; das einer Punktladung ist k|Q|/r².
Die Kraft auf eine Ladung in einem elektrischen Feld ist das Produkt aus Ladung und Feld.
Für eine Punktladung
Das elektrische Potenzial ist die potenzielle Energie pro Ladungseinheit.
Für zwei Punktladungen
Die elektrische potenzielle Energie einer Ladung ist das Produkt aus Ladung und Potenzial.
In einem homogenen Feld parallel zur Verschiebung
Die Potenzialdifferenz ist minus dem Integral von E; in einem homogenen Feld Ed.
Momentan
Die Stromstärke ist die Ladung, die pro Zeiteinheit einen Querschnitt durchquert.
Die Potenzialdifferenz an einem ohmschen Leiter ist das Produkt aus Stromstärke und Widerstand.
- ohmsches Element im betrachteten Bereich.
Der Widerstand eines homogenen Leiters ist proportional zur Länge und umgekehrt proportional zur Fläche.
Der Widerstand ändert sich linear mit der Temperatur relativ zu einem Referenzwert.
- lineare Näherung im betrachteten Temperaturintervall.
Mit dem Ohmschen Gesetz
Die elektrische Leistung ist das Produkt aus Potenzialdifferenz und Stromstärke.
Für konstante Leistung
Die elektrische Energie ist das Produkt aus Leistung und Zeit.
Der Ersatzwiderstand in Reihe ist die Summe der Widerstände.
Für zwei Widerstände
Der Kehrwert des parallelen Ersatzwiderstands ist die Summe der Kehrwerte.
Äquivalent
An einem Knoten ist die Summe der einfließenden Ströme gleich der Summe der abfließenden.
Längs einer geschlossenen Masche ist die Summe der Potenzialdifferenzen null.
wird als Konzept der Allgemeinen Physik aufgenommen; die detaillierte Analyse kapazitiver Schaltungen kann in die Elektronikphysik verschoben werden.
Mit Dielektrikum
Die Kapazität eines Plattenkondensators ist proportional zur Fläche und umgekehrt proportional zum Abstand.
Die in einem Kondensator gespeicherte Energie ist (1/2)CV².