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Elektrizitätslehre – Zusammenfassung | (Strom & Spannung, Ohmsches Gesetz, Leistung, Schaltungen)

Studytiger - Physik & E-Technik19:59 6.748 Aufrufe veröffentlicht Auf YouTube

Das Wichtigste aus dem Video

Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.

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  1. in diesem Video geht's um die Elektrizitätslehre und dabei fangen wir jetzt erstmal hier mit dem allgemein Stromkreis an und besprechen dann hier
  2. die Themen Strom und Spannung und dann auch noch das um Gesätz dann die Themen elektrische Leistung und Energie und noch dann reinschaltung
  3. Parallelschaltung aber jetzt erstmal hier allgemein angefangen wir haben jetzt immer hier eine Spannungsquelle jetzt W das hier als Beispiel eine
  4. Batterie jetzt hier diesen zwei Strichen das eine Batterie aber die allgemeine Spannungsquelle könnt euch merken die sieht jetzt so dass wir einfach nur so
  5. zwei Punkte haben auf jeden Fall das Spannungsquelle hier speziell Batterie dann haben wir jetzt hier ein Schalter und dann hier den Verbraucher jetzt mal
  6. hier speziell der Glühlampe und dann wenn wir z.B hier eine Spannung einstellen von z.B gesagt 12 Volt das heißt ihr seht
  7. schon mal hier das V da steh für Volt ist jetzt die Einheit der Spannung dann kann jetzt hier ein Strom fließen kann ich mal hier in rot anzeichnen
  8. und zwar könnt euch vorstellen dass dann hier so ein Strom fließt und ich jetzt erstmal zum Schalter wenn jetzt hier der Schalter im geöffnen Zustand ist dann
  9. logisch dann kann jetzt der Strom nicht rüber fließen damit eben der Strom hier ganz durchfließt muss man den Schalter schließen so dass dann hier der Strom
  10. über die Lampe dann hier einmal entlang des Stromkreises entlang fließen kann und dann würde jetzt die Lampe leuchten ist das gleiche Prinzip hier
  11. bei der normalen glühampe im Haus man kennt auch wenn man den Lichtschalter anmacht bedeutet dass hier Schalter schließen dann kann der Strom hier
  12. drüber schließen dagegen Lichtschalter ausmachen heißt Schalter öffnen Strom kann nicht mehr rüber fließen und hier diese Leitung das sind z.B Kabel Kupfer
  13. Stahl Aluminiumkabel die dann auch im Haus dann in den wenen z.B verlegt sind und dann wenn wir uns mal hier strompung genau angucken dann könnt euch erstmal
  14. den Strom vorstellen als eine Bewegung von Ladung jetzt speziell Elektronen das heißt ihr kön vorstellen dass das verschiedene Elektronen sind die jetzt
  15. hier entlang fließen jetzt mal hier genau dargestellt wen jetzt noch mal hier quas so ein Leiter so ein Kabel und dann könnt euch vorstellen hier die
  16. Elektronen die Fließen jetzt hier durch in diese Richtung und den Strom kann man jetzt beschreiben über die Stromstärke i gleich mit der Formel Q dur t also
  17. Ladung pro Zeit bedeutet wenn jetzt mehr Elektronen Elektronen sind die Ladung ihr seht auch Elektronen einfach negativ geladen das sind hier die Ladung hier
  18. mehr Elektronen jetzt pro Zeit hier durchfließen desto größer ist hier Ladung pro Zeit desto größer ist die stromstcke und die Einheit ist jetzt
  19. hier in Ampere beispielsweise W haben jetzt dann hier ein Strom sagen mal hier von 2 Ampere dann können wir uns vorstellen wenn dagegen jetzt doppelt so
  20. viel Elektronen in der gleichen Zeit fließen würden durch das Kabel hätten wir jetzt eben 4 Ampere Strom auf jeden Fall dann hier über die Formel
  21. Stromstärke angegeben in Ampere dann die Frage was die Spannung und die Spannung könnt euch jetzt vorstellen als die Energie pro Ladung als die Energie die
  22. jetzt mit der jetzt die Elektron angetrieben werden und die Formel ist dann hier jetzt u = W dur Q als Energie proadung und das kann man sich am besten
  23. am Beispiel des Gartenschlauchs vorstellt jetzt wenn man beim Gartenschlauch hier den hn auftrht dann euch vorstellen je stärker je weiter wir
  24. den Hand aufdrehen desto größer ist der Druck auf die Wassermenge also desto stärker wird die Wassermenge angetrieben und das ist jetzt genau das Thema hier
  25. bei der Spannung also ihr Kön euch vorstellen je weiter man den H auftritt desto höher ist dann jetzt die Spannung und dementsprechend desto stärker wenn
  26. jetzt die Elektron hier angetrieben deswegen auch höhere Energie auf die Ladung und dann ist auch logisch beim garenstoch wenn man jetzt den Hahn
  27. weiter auftreht also das wasserstecker angetriben wird dann fließt auch mehr Wasser durch den Gartenschlauch das wä jetzt wieder das Thema Strom das heißt
  28. mehr Wasser durch den garenschluch in der gleichen Zeit W dann hier mehr Ladung Ladung W jetzt eben beim garst Wasser je mehr Ladung als je mehr Wasser
  29. pro Zeit deswegen sehen wir auch dass jetzt hier u proportional zu i ist weil höhere Spannung führt dazu dass dann die elektronst anggeriben werden und noch
  30. mehr Elektron fließen wie beim garenschlauch proportional und dann gibt's hier ist ja Mathematik auch gibt's
  31. Proportionalitätskonstante also wir können dann jetzt hier sagen u ist dann gleich und jetzt können wir als Proportionalitätskonstante R schreiben R
  32. mal i denn jetzt mal hier ein Beispiel werden jetzt hier 12 Volt hier 2 Ampere dann wä eben hier 12 Volt mal welchen Wert müssen wir hier einsetzen das W
  33. dann hier eine von größer erm 6 also dann hier 6 x 2 Ampere ergibt dann hier 12 Volt und dann ist eben genau das Prinzip wenn wir jetzt die Spannung
  34. verdoppeln z.B 24 Volt einstellen dann GT eben u Prop zu i da hten wir auch einen doppelen Strom dann 24 Volt = 4 Ampere und die 6 wird weiterhin stehen
  35. bleiben also 6 x 4 Ampere ist auch wieder 24 Volt deswegen das ist quasi die Proportionalitätskonstante hier dann unser umschal wierstand und zwar in der
  36. Einheit oben also hier 6 oh das wäre hier der umswierstand und wir können sagen die Glühlampe ist nährungsweise in umswierstand Allgemein beschreibt man z
  37. umwierstand hier mit so einem Zeichen zum Kasten und dann schreibt man hier R hin R umchierstand und jetzt eben Glühlampe wä einfach so ein Beispiel
  38. Praxis W nährungsweisen um schierstand jetzt muss drauf aten andere Verbraucher wie z.B Waschmaschinen Haushalt die sind jetzt nicht ganz um schwerstände
  39. deswegen glühdamp noch am besten vorstellbar als Verbraucher um schwiierstand und dann können wir das ganze jetzt nach dem allgemein
  40. umsgesetetzt umstellen und zwar wenn wir das jetzt hier die Gleichung durch i teilen dann erhalten wir jetzt r ist= u dur i und das ist das
  41. umsgesetetzt und da sehen wir eben hier aus Spannung und Strom hier z.B 12 Volt durch 2 Ampere ergibt sich ein wierstand von 6 oben nach dem obenschon SE und so
  42. ein wierstand der ist jetzt abhängig vom Verbraucher man kann sich so ein bisschen vorstellen garenschlauch wenn man jetzt ein bestimten garnschlauch hat
  43. man dreht jetzt hier den Hahn auf W dann hier Beispiel Spannung dann ist z.B ein garnschlauch mit einem höheren Querschnitt da könnte dann mehr Wasser
  44. rausfließen das heißt wir stellen uns vor gleich Spannung 2 Volt jetzt am garenschlauch vorgestellt für bei garnschlauch 1 mit der Größen Öffnung
  45. irgendwie die doppelte wasm rausfießen als beim kleinen garnschlauch da ist Prinzip hier bei Obst wierstellen bei manchen umstwistellen haben wir bei 12
  46. Volt Spannung z.B einen Strom von 2 Ampere dagegen bei anderen wo um wir stellen hätten wir ein ST von 4 Ampere das heißt hier hätten wir dann jeweils
  47. in diesem Beispiel 12 vol dur 2 Ampere g= 6 oh aber es gibt auch umschwerstände die halt 12 Volt und dann 4 Ampere durchlassen also dann hier 3 oh haben
  48. deswegen dieser umschwerstand der ist Bauteil abhängig könnt euch vorstellen verschiedene glüampen hätten dann z.B auch verschiedene obische wierstände das
  49. noch dazu jetzt wollen dann als nächstes das Thema hier Leistung oder Energie besprechen und zwar ist jetzt die Formel für die
  50. Leistung P = u mal i das heißt jetzt hier wir dann die Leistung die jetzt am Verbrauch an der G umgesetzt wird genau 12 Volt mal 2 Ampere wä dann 4 und die
  51. ein ist wat hier groß B das wärden die Leistung der gühlampe und ihr kennt vielleicht auch Haushalt an so GÜ stehen immer Leistungswerte in Watt drauf das
  52. wir dann halt so die Leistung die darf dann z.B auch nicht üchritten werden sonst könnte dann hier so eine kamput gehen das die Form
  53. für die Leistung und dann kann man die jetzt auch noch in Abhängigkeit von umständ darstellen z.B können wir jetzt auch statt u hier R mal i einsetzen
  54. sodass dann hier die Formel erhalten würden R mal i für u eingesetzt mal i ergibt R mal i²r das heißt man kann jetzt eben in Abhängigkeit von solchen
  55. Größen die Leistung brechennen erst Beispiel wir haben jetzt mal hier ein wierstand der Gampe gegeben von 5 ohen also 5 ohen das der umschwerstand und
  56. gegeben ist der Strom der durchfließt den kennen wir der ist jetzt 2 Ampere dann können wir jetzt könnte die Aufgabe sein was ist die Leistung die jetzt hier
  57. umgesetzt wird dass wir dann jetzt hier p = r mal i²r also dann 5 oh mal 2 Ampere hoch 2 und das W dann hier 20 Watt oder man könnte das auch noch mit
  58. anderen Form beschreiben und zwar könnte man jetzt hier nach i umstellen is ist ja u durch R kann man auch sehen vorgestellt mal i durch R oder am besten
  59. hier umgestellt durch R geteilt ist auch die Formel I = u dur R und dann gibt's auch hier die Formel für P ist dann g=ich u dur R mal u ist dann u²r dur R
  60. das heißt so eine Aufgabe könnte sein wir wissen es liegt eine Spannung von 12 Volt an und der wierstand ist z. jetzt auch hier wieder 5 oben dann wird die
  61. Leistung hier 12 Volt hoch 2 durch und dann der Widerstand hier 5 oben W dann jetzt ja 144 vol durch 5 komm was krummes raus dann könnte man auch damit
  62. wie die leistungch das W die Leistung jetzt noch zu elektrischen Energie ein bisschen selner betrachtet aber das ist jetzt einfach nur die Leistung mal zeit
  63. also Formel allgemein e= P* t das heißt wenn wir z.B hier eine Leistung an der gühlampe von wir nehmen einfach mal hier C20 wat 20 wat haben und jetzt wissen
  64. wir dass wir die güampe jetzt eine Minute eingeschaltet haben dann W jetzt die elektrische Energie die wir jetzt verbrauchen genau diese 20 wat mal 60
  65. Sekunden und das wird dann jetzt in der Einheit 1200 wat Sekunden und dann könnte man sowas auch noch umwand anderen Einheiten
  66. z Z Vielleicht hab ihr schon mal die Einheit Kilowattstunden gehört Kilowatt ist ja 1000 Watt und statt Sekunden stundenil Kilowattstunden ist jetzt
  67. genau die Einheit für den Stromverbrauch im Haushalt oder auch wenn es zum Strompreise geht da Zahlen man immer nach Kilowattstunden logisch den
  68. Stromverbrauch für den auch zahlt da ist ja entscheidend wie lange man jetzt im Haushalt jetzt hier z.B Licht an hat oder dann halt stromverbraucht deswegen
  69. für die Stromkosten ist dann halt wichtig die Leistung aber dann für eine eine bestimmte Zeit also die Energie deswegen immer dann hier in der Leistung
  70. mal die Zeit sind einiten wie wattsekunden oder Wattstunden Kilowattstunden das dann hier das Thema elektrischeenergie dann wollen wir im
  71. nächsten Tafelbild weitermachen mit dem Themen rein und Parallelschaltung jetzt hier zu reinschaltung und ihr seht dass wir jetzt bei der reinschaltung mehrere
  72. wistände jetzt hintereinander geschaltet haben das heißt ihr könnt euch jetzt als Beispiel vorstellen dass wir drei Glühlampen z.B hinterinander gestaltet
  73. haben die dann jetzt alle drei Leuchten und dann gucken wir uns mal an was passiert jetzt hier mit dem Strom ihr seht wir haben jetzt hier eine Spanung
  74. angeschlossen und dann logisch dann gibt's ja wie gerade besprochen auch hier ein Stromfluss das heißt wir hab jetzt ein Strom der hier durch alle drei
  75. wierstände fließt s dass dann eben alle drei Glühlampen wenn wir welche hen leuchten würden und jetzt gucken wir uns aber hier mal noch ein bisschen genau
  76. den Strom und die Spannung dann durch die einzelen wständ an und jetzt ist bei der reinschaltung so dass der Gesamtstrom der einmal ganz hier
  77. durchfließt der ist auch der gleiche Strom der jetzt durch jeden Einzel wistand fließt also vorgestellt sagen wir hätten jetzt ein gesamten Strom von
  78. 10 Ampere dann würden auch hier 10 Ampere durchfließen hier 10 durchfesßen hier 10 durchfesßen das heißt wir können schon erstmal als Formel aufschreiben
  79. dass jetzt i gesamt der gesamte Strom g i1= i2= i3 ist das wichtigge V bei der Einschaltung Strom durch die werstände überall gleich groß bei der Spannung ist
  80. jetzt ein bisschen anders und zwar ist es jetzt hier so dass wenn wir jetzt hier 12 Volt haben dann je nach Wiederstandswert sehen wir gleich
  81. genauer auf jeden Fall haben wir dann je nach wistandswert Spannungsabfälle bedeutet ihr könnt euch vorstellen dass jetzt z.B von den 12
  82. Volt hier jetzt am ersten wistand z.B 3 Volt verbraucht werden sass dann von den 12 Volt hinter dem werstand nur noch 9 vol übrig sind und dann könnt euch
  83. vorstellen dass dann von den 9 Volt hier wieder jetzt 4 vol verbraucht werden so dass dann dahinter nur noch 5 vol übrig sind und die 5 Volt werden dann hier
  84. verbraucht s dass dann jetzt hier für die Spannung gilt u gesamt = U1 + U2 + U3 ihr seht also hten wir jetzt eben hier 3 vol 4 vol 5 vol Spannungsabfall
  85. dann wä eben 3 Volt + 4 vol + 5 vol eben die Gesamtspannung 12 vol das ist halt die spannungsfel an wirstellen und dann gibt's doch jetzt die Form für
  86. rgesamt und zwar kann man jetzt sagen wir können die ein 3 vist als gesamtwedstand zamfassen und der gesamtwstand ist dann einfach R1 + R2 +
  87. R3 also wir sch aufsum das sind die witig Formel und dann kann man jetzt na dem obenschung selst auch wieder strömpennung hier berechnen und dazu
  88. wollen wir jetzt erstmal den gesamten Strom Wissen der fließt und wir haben wir gerade gesehen allgemine Formel ob schon gesetzt gilt ja dass i = u dur R
  89. ist und dann hier wir wollen halt i gesamt bchenen also ist dann jetzt hier i gesamt g=ich logisch u gesamt durch R gesamt also dann jetzt hier eingesetzt
  90. 12 Volt durch R gesamt ist 40 ohen + 15 + 5 oh ist dann 60 ohen und das er gibt ein Strom von 0,2 der jetzt hier durchfließt also i= I
  91. gesamt = 0,2 Ampere und dann ist jetzt die Frage wie groß sind jetzt die teilspennung hier weil die Teilströme die sind ja genau auch alle 0,2 Ampere
  92. brauchen wir x aufschreiben wichtig für uns no zu berechnen was sind hier die Spung U1 U2 U3 und auch die berechnen wir umsungsz allgemeine Formel ist ja
  93. hier u= R mal i und dann wenn wir jetzt hier z.B angefangen mit U1 U1 brechen wollen dann rechnen wir jetzt für R eben uns wiand 40 ohen mal erstmal
  94. hingeschrieben R1 mal und dann e ist ja dann der Strom hier durch ist unser Gesamtstrom 0,2 Ampere also dann jetzt nochm hier geschriebenam ist dann halt
  95. gleich 40 ohen mal 0,2 Ampere und das sind 8 Volt dann U2 nach selben Prinzip ich schreib es direkt hin ist dann 15 ohen mal 0,2 Ampere ist dann
  96. ja ich schreib es mal so hin 15 mal 0,2 Ampere ist= 3 Volt und dann noch U3 = 5 oh mal 0,2 Ampere ist dann 1 Volt und wir sehen passt 8 vol + 3 vol + 1 Volt
  97. ist dann instam auch wieder unsere 12 Volt Gesamtspannung das halt hier bei der reinschaltung jetzt im nächsten t besprechen no die Parallelschaltung so
  98. sieht jetzt Parallelschaltung mit zwei wirchen aus und jetzt gucken wir uns erst den Strom an und jetzt ist hier so dass jetzt der gesamte Strom der fließt
  99. jetzt erstmal hin der teilt sich jetzt hier auf die parall wirs schon auf das heißt wenn wir mal beispielsweise ein gesamtenstrom von 10 Ampere hätten dann
  100. könnte es jetzt sein dass jetzt eben von diesen 10 Ampere jetzt 6 Ampere hier rüber sich aufteilen und hier durch ein fesen und z.B dann die restlich in 4
  101. Ampere sich jetzt hier rüber aufteilen das nur als Beispiel aber ihr seht schon mal parallelchaltung Strom teilt sich auf aber die Spannung dann nicht bei der
  102. Spannung ist dann so dass jetzt die 12 Volt jetzt auch hier an E1 und an R2 Anliegen das heißt zu den Formel können wir sagen beim Strom erstmal i gesamt
  103. ist jetzt gleich i1 + i2 also genauso wie es gerade bei den Spannung in der reinstellung war und dagegen beim bei Spannung anders also die Spannung U
  104. gesamt die ist dann jetzt gleich U1 = U2 ihr seht Parallelschaltung und reinschaltung Vergleich hier vertauscht was bei für Strom und Spung gilt und
  105. dann jetzt zum gesammenwistand da ist ein bisschen komplizierter jetzt wenn wir nur zwei vierstände parallel geschaltet haben dann können wir die
  106. vereinfachte Formel aufschreiben R gesamt ist dann gleich R1 mal R2 dur R1 + R2 und allgemein gilt die Formel auch wenn wir jetzt noch mehr parallel
  107. wiständ hab seht imer hier rechts abgebildet mit so einem kerbruch jetzt hier berechnen wir dann erstmal den gesamtwistand und dann ausgerechnet R t
  108. also =ich R1 x R2 ist dann hier 3 oh mal 6 oh durch 3 oh + 6 oben und das sind 18 dur 9 also dann 2 oben dann wollen wir jetzt im nächsten Schritt den gesamten
  109. Strum rechnen und dann wieder um es GT ja allgemein wieder i = u dur R also ist dann i gesamt =ich u gesamt 12 Volt durch E gesamt 2 ohen ist dann gleich 6
  110. Ampere und dann brauchen wir jetzt noch hier die teilströ i1 und i2 Rest ist gegeben wir sehen die Spannung U gesamt g=ich U1 U2 sind ja hier beide 12 Volt
  111. ist gegeben also i1 dann gleich und dann nach der Formel beim obchand gesetzt geht ja u durch R also hier u durch R1 ist dann jetzt hier die Spannung U 12
  112. Volt durch und dann durch1 als dann hier durch 3 ohen bei uns ist gleich 4 Ampere und dann i2 wieder al Formel u wir können auch schreiben U2 durch R2 aber
  113. U2 haben wir gesagt die SPON die anliegt ist ja auch gleich u gesamt also auch wieder hier g=ich 12 Volt durch und dann 6 Ohm ist dann jetzt 2 Ampere und da
  114. sehen wir dann auch genau 4 Ampere und 2 Ampere entspricht der dem Gesamtstrom von 6 Ampere weil sich eben die 6 Ampere dann hier als 4 Ampere hier rüber und 2
  115. Ampere hierüber aufteilen das noch dazu jetzt ganz kurz noch zum Schluss zum spezifischen wist und zwar kann man sich fragen warum haben jetzt verschiedene
  116. wierstände jetzt verschiedene wistandswerte und hier ist die allgemeine Formel dass R = R mal l dur a ist und R ist der
  117. spezifisch wistand ist jetzt materialabhängig und auch ein bisschen temperaturabhängig kann man Tabellen nachlesen und jetzt ma Einfluss einmal
  118. die Länge des wiständes also die Länge hier das Bauteils und die Fläche jetzt bei der Fläche haben wir auch gerade beim Gartenschlauch besprochen da war
  119. auch so eine höhere querschitzfläche vom Gartenschlauch bedeutet es kann mehr Wasser fließen jetzt hier bedeutet es kann mehr Strom fließen was dann hier
  120. ein Einfluss auf den werstand hat und dann den werstand verkleinert und dann die Länge Hal auch noch Einfluss mehr dazu im extraav spezifischen wistand das
  121. jetzt z den Grundlagen und dann vi ich noch hier enige Videos und noch hier mE chemiekanal da gib's weitere Videos und das war's dann damit zu diesem Video

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