wenn die Spannung nicht proportional zur Strombelastung abnimmt
Äquivalenz von Ersatzspannungs- und Ersatzstromquelle
Bezüglich des Klemmenverhaltens kann jede lineare Quelle als Ersatzspannungs- und Ersatzstromquelle betrachtet werden
Coulombsches Gesetz
2 punktförmige Ladungen Q1 und Q2 üben eine Kraft F aufeinander aus
F ist proportional zum Produkt von Q1 und Q2
umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung r
abhängig vom umgebendenden Material
Feldstärke
elektr. Feldstärke E beschreibt die Kraftwirkung des elektr. Feldes auf eine Ladung Q. E und F haben die gleiche Richtung
das elektr. Feld ist Gesamtheit der Feldvektoren
Kondensator
Anordnung aus zwei entgegengesetztt geladenen Leiterflächen
durch ihn fließt nur Strom, wenn sich die Spannung ändert
Kapazität eines Kondensators
Proportionalitätsfaktor zwischen Spannung U am Kondensator und gespeicherter Ladung Q
magnetische Feldlinien
vom Nord zum Südpol
nur Anschauungshilfe
geben Kraftrichtung an
schneiden sich nicht
Stärke des Feldes deutet man durch Liniendichte an
Rechte-Hand-Regel
Daumen in technische Stromrichtung
Finger in Feldlinienrichtung
Durchflutung
Summe der durch eine Fläche A hindurchtretenden Ströme wird als Durchflutung Theta beschrieben
gleichzusetzen mit der el. Spannung
relative Permeabilität ferromagnetischer Stoffe
magnetischer Widerstand abhängig von Feldstärke H
relative Permeabilität abhängig von H
Induktivität
gibt Zusammenhang zwischen Strom und erzeugten magnetischen Fluss an
Induktionsstrom bei Änderung des magnetischen Flusses - Lenzsche Regel
eine Flußänderung durch eine Leiterschleife verursacht einen Induktionsstrom, der stets so gerichtet ist, dass er versucht die Flußänderung zu verhindern
induzierte Spannung
eine Flußänderung einer aufgeschnittenen Leiterscheife induziert eine Spannung ui(t)
Spannungsrichtung -Flussrichtung: linke Hand Regel
ui(t)=+uL ul= Spannung in der aufgeschnittenen Fläche wenn der magn. Fluss zunimmt
ui(t)=-uL wenn der magn. Fluss abnimmt
Selbstinduktion
einer Spule wird ein zeitlich ändernder Strom aufgeprägt > Spule erzeugt zeitlich ändernder Fluss > nach Induktionsgesetz erzeugt dieser Fluss eine Spannung, der die Flussänderung zu verhindern sucht
stationärer Zustand im Gleichstromkreis
stationär = alle betrachteten Größen sind zeitlich konstant
Ausgleichsvorgang
ein System geht von einem stationären Anfangszustand in einen anderen stationären Zustand über
Schaltvorgang
Ausgleichsvorgang mit sprungartiger Systemänderung
stationärer Zustand mit Kondensator
ein idealer Kondensator verhält sich wie eine Unterbrechung
> Spannung kann sich nicht schlagartig ändern
stationärer Zustand mit Spule
bei idealer Induktivität Kurzschluss
> Strom kann sich nicht schlagartig ändern
Differentialgleichung für Schaltvorgänge
x(t)=x0*et/τ+xend*(1-et/τ)
Lösen durch scharfes Hinsehen
handelt es sich um einen Schaltvorgang mit einem C bzw. L
welchen Wert hat x0welchen Wert hat xendx0 und xend in Lösungsfunktion einsetzen
Zeitkonstante berechnen und in Lögsfunktion einsetzen