Elektrizitätslehre – Zusammenfassung | (Strom & Spannung, Ohmsches Gesetz, Leistung, Schaltungen)
Studytiger - Physik & E-Technik
https://www.youtube.com/watch?v=yfjWEcsFmUU

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 in diesem Video geht's um die Elektrizitätslehre und dabei fangen wir jetzt erstmal hier mit dem allgemein Stromkreis an und besprechen dann hier
0:07 die Themen Strom und Spannung und dann auch noch das um Gesätz dann die Themen elektrische Leistung und Energie und noch dann reinschaltung
0:15 Parallelschaltung aber jetzt erstmal hier allgemein angefangen wir haben jetzt immer hier eine Spannungsquelle jetzt W das hier als Beispiel eine
0:22 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
0:30 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
0:39 hier speziell der Glühlampe und dann wenn wir z.B hier eine Spannung einstellen von z.B gesagt 12 Volt das heißt ihr seht
0:49 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
1:00 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
1:09 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
1:19 über die Lampe dann hier einmal entlang des Stromkreises entlang fließen kann und dann würde jetzt die Lampe leuchten ist das gleiche Prinzip hier
1:27 bei der normalen glühampe im Haus man kennt auch wenn man den Lichtschalter anmacht bedeutet dass hier Schalter schließen dann kann der Strom hier
1:36 drüber schließen dagegen Lichtschalter ausmachen heißt Schalter öffnen Strom kann nicht mehr rüber fließen und hier diese Leitung das sind z.B Kabel Kupfer
1:44 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
1:52 den Strom vorstellen als eine Bewegung von Ladung jetzt speziell Elektronen das heißt ihr kön vorstellen dass das verschiedene Elektronen sind die jetzt
2:03 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
2:12 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
2:25 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
2:35 mehr Elektronen jetzt pro Zeit hier durchfließen desto größer ist hier Ladung pro Zeit desto größer ist die stromstcke und die Einheit ist jetzt
2:44 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
2:53 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
3:00 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
3:11 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
3:23 am Beispiel des Gartenschlauchs vorstellt jetzt wenn man beim Gartenschlauch hier den hn auftrht dann euch vorstellen je stärker je weiter wir
3:32 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
3:42 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
3:51 jetzt die Elektron hier angetrieben deswegen auch höhere Energie auf die Ladung und dann ist auch logisch beim garenstoch wenn man jetzt den Hahn
4:01 weiter auftreht also das wasserstecker angetriben wird dann fließt auch mehr Wasser durch den Gartenschlauch das wä jetzt wieder das Thema Strom das heißt
4:09 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
4:18 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
4:29 mehr Elektron fließen wie beim garenschlauch proportional und dann gibt's hier ist ja Mathematik auch gibt's
4:37 Proportionalitätskonstante also wir können dann jetzt hier sagen u ist dann gleich und jetzt können wir als Proportionalitätskonstante R schreiben R
4:47 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
4:57 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
5:10 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
5:20 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
5:28 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
5:39 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
5:49 Praxis W nährungsweisen um schierstand jetzt muss drauf aten andere Verbraucher wie z.B Waschmaschinen Haushalt die sind jetzt nicht ganz um schwerstände
5:57 deswegen glühdamp noch am besten vorstellbar als Verbraucher um schwiierstand und dann können wir das ganze jetzt nach dem allgemein
6:05 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
6:14 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
6:25 ein wierstand der ist jetzt abhängig vom Verbraucher man kann sich so ein bisschen vorstellen garenschlauch wenn man jetzt ein bestimten garnschlauch hat
6:31 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
6:39 rausfließen das heißt wir stellen uns vor gleich Spannung 2 Volt jetzt am garenschlauch vorgestellt für bei garnschlauch 1 mit der Größen Öffnung
6:48 irgendwie die doppelte wasm rausfießen als beim kleinen garnschlauch da ist Prinzip hier bei Obst wierstellen bei manchen umstwistellen haben wir bei 12
6:56 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
7:04 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
7:13 deswegen dieser umschwerstand der ist Bauteil abhängig könnt euch vorstellen verschiedene glüampen hätten dann z.B auch verschiedene obische wierstände das
7:21 noch dazu jetzt wollen dann als nächstes das Thema hier Leistung oder Energie besprechen und zwar ist jetzt die Formel für die
7:29 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
7:46 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
7:57 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
8:05 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
8:14 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
8:26 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
8:38 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
8:46 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
9:00 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
9:08 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
9:22 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
9:31 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
9:44 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
9:54 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
10:08 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
10:19 Sekunden und das wird dann jetzt in der Einheit 1200 wat Sekunden und dann könnte man sowas auch noch umwand anderen Einheiten
10:28 z Z Vielleicht hab ihr schon mal die Einheit Kilowattstunden gehört Kilowatt ist ja 1000 Watt und statt Sekunden stundenil Kilowattstunden ist jetzt
10:36 genau die Einheit für den Stromverbrauch im Haushalt oder auch wenn es zum Strompreise geht da Zahlen man immer nach Kilowattstunden logisch den
10:45 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
10:53 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
11:03 mal die Zeit sind einiten wie wattsekunden oder Wattstunden Kilowattstunden das dann hier das Thema elektrischeenergie dann wollen wir im
11:11 nächsten Tafelbild weitermachen mit dem Themen rein und Parallelschaltung jetzt hier zu reinschaltung und ihr seht dass wir jetzt bei der reinschaltung mehrere
11:18 wistände jetzt hintereinander geschaltet haben das heißt ihr könnt euch jetzt als Beispiel vorstellen dass wir drei Glühlampen z.B hinterinander gestaltet
11:26 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
11:35 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
11:44 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
11:53 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
12:02 durchfließt der ist auch der gleiche Strom der jetzt durch jeden Einzel wistand fließt also vorgestellt sagen wir hätten jetzt ein gesamten Strom von
12:11 10 Ampere dann würden auch hier 10 Ampere durchfließen hier 10 durchfesßen hier 10 durchfesßen das heißt wir können schon erstmal als Formel aufschreiben
12:20 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
12:33 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
12:41 genauer auf jeden Fall haben wir dann je nach wistandswert Spannungsabfälle bedeutet ihr könnt euch vorstellen dass jetzt z.B von den 12
12:49 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
13:01 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
13:10 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
13:23 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
13:33 rgesamt und zwar kann man jetzt sagen wir können die ein 3 vist als gesamtwedstand zamfassen und der gesamtwstand ist dann einfach R1 + R2 +
13:44 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
13:53 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
14:04 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
14:19 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
14:31 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
14:43 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
14:51 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
15:05 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
15:15 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
15:29 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
15:43 ist dann instam auch wieder unsere 12 Volt Gesamtspannung das halt hier bei der reinschaltung jetzt im nächsten t besprechen no die Parallelschaltung so
15:50 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
16:00 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
16:09 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
16:19 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
16:28 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
16:38 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
16:49 gesamt die ist dann jetzt gleich U1 = U2 ihr seht Parallelschaltung und reinschaltung Vergleich hier vertauscht was bei für Strom und Spung gilt und
16:59 dann jetzt zum gesammenwistand da ist ein bisschen komplizierter jetzt wenn wir nur zwei vierstände parallel geschaltet haben dann können wir die
17:06 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
17:18 wiständ hab seht imer hier rechts abgebildet mit so einem kerbruch jetzt hier berechnen wir dann erstmal den gesamtwistand und dann ausgerechnet R t
17:29 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
17:42 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
17:58 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
18:09 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
18:20 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
18:35 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
18:46 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
18:57 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
19:05 wierstände jetzt verschiedene wistandswerte und hier ist die allgemeine Formel dass R = R mal l dur a ist und R ist der
19:17 spezifisch wistand ist jetzt materialabhängig und auch ein bisschen temperaturabhängig kann man Tabellen nachlesen und jetzt ma Einfluss einmal
19:24 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
19:33 auch so eine höhere querschitzfläche vom Gartenschlauch bedeutet es kann mehr Wasser fließen jetzt hier bedeutet es kann mehr Strom fließen was dann hier
19:41 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
19:49 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