-Definition der Einheiten
-Formeln mit je einem Beispiel (Bsp.)
Inhalt:
1.1: Definition
1.2: Umrechnungsfaktoren
1.3: Farbcodes bei Widerständen
1.3.1: Reihe E24
1.3.1: Reihe E96
2.: Elektrische Leistung im Gleichstromkreis
2.1: Leistung aus Spannung und Strom
2.2: Spannung aus Leistung und Strom
2.3: Strom aus Leistung und Spannung
3.: Ohmsches Gesetz
3.1: Widerstand aus Spannung und Strom
3.2: Spannung aus Widerstand und Strom
3.3: Strom aus Widerstand und Spannung
4.: Arbeit im Gleichstromkreis
4.1: Arbeit aus Leistung und Zeit
4.2: Leistung aus Arbeit und Zeit
4.3: Zeit aus Arbeit und Leistung
6.: Berechnungen im Stromkreis
6.1: Widerstände
6.1.1: Reihenschaltung
6.1.2: Parallelschaltung
6.2: Kondensatoren
6.2.1: Reihenschaltung
6.2.2: Parallelschaltung
Ende des Inhaltes.
1.1: Allgemeine Definitionen:
Formelzeichen - Erklärung - (Kürzel)
U = Spannung in Volt (V)
I = Strom in Ampere (A)
P = Leistung in Watt (P)
W/Q = Arbeit oder Energie in Wattsekunden oder Joule (Ws oder J)
R = Widerstand in Ohm (griech. Omega)
C = Kapazität in Farad (F) ODER bei Akkus in Amperestunden (Ah; nur mit Spannung gültig)
t = Zeit in Sekunden (s)
1.2: Umrechnungsfaktoren:
Häufigkeit (wie oft kommt diese Einheit im allgemeinen Gebrauch vor):
Sehe selten - sehr oft - sehr oft - selten - sehr selten
1000000000µV = 1000000mV = 1000V = 1kV = 0.001MV
1000000000µA = 1000000mA = 1000A = 1kA = 0.001MA
1000000000µW = 1000000mW = 1000W = 1kW = 0.001MW
Da die Elektronik IMMER mit dem Umrechnungsfaktor 1000 arbeitet, kann man diese Regel auf praktisch alle Einheiten anwenden.
Die Multilikatoren heißen wie folgt:
p: Pico = Milliardstel / 1000 (wie heißt das Wort für ein Tausendstel Milliarstel?!?)
n: Nano = Milliardstel
µ: Micro = Millionstel
m: Milli = Tausendstel
K: Kilo = Tausend
M: Mega = Millionen
G: Giga = Milliarden
T: Tera = Billionen
1.3: Wie lese ich die Farbcodes von Widerständen?
1.3.1: Reihe E24 (4 Ringe)
Schritt 1: Der abgelegene Ring (Gold oder Silber) kommt nach rechts
Schritt 2: Lesen von links nach rechts:
Farbe Wert bei Ring 1 Wert bei Ring 2 Wert bei Ring 3 (Multiplikator)
Schwarz - 0 x1
Braun 1 1 x10
Rot 2 2 x100
Orange 3 3 x1000
Gelb 4 4 x10000
Grün 5 5 x100000
Blau 6 6 x1000000
Violett 7 7 x10000000
Grau 8 8 x100000000
Weiß 9 9 -
Schritt 3:
Jetzt liest man Wert 1 und Wert 2 ab und setzt sie hintereinander. Z.B. 1 und 5 -> 15
Dies multipliziert man mit Wert 3, dem Multiplikator. Z.B. x1000 -> 15000 Ohm = 15 Kiloohm
Der letzte, abgelegene Ring ist die Toleranz des Widerstandes in %. Gold 5% Toleranz, silber 10%.
Beispiel:
Braun-Schwarz-Rot-Gold
1 0 x100 5%
10 x 100 = 1000 Ohm = 1 Kiloohm mit max. 5% Abweichung.
1.3.1: Reihe E96 (5 Ringe)
Schritt 1: Der etwas abgelegene Ring (braun oder rot) kommt nach rechts
Schritt 2: Lesen von links nach rechts:
Farbe Wert bei Ring 1 Wert bei Ring 2 Wert bei Ring 3 Wert bei Ring 4 (Multiplikator)
Silber - - - x0.01
Schwarz - 0 0 x0.1
Braun 1 1 1 x1
Rot 2 2 2 x10
Orange 3 3 3 x100
Gelb 4 4 4 x1000
Grün 5 5 5 x10000
Blau 6 6 6 x100000
Violett 7 7 7 x1000000
Grau 8 8 8 x10000000
Weiß 9 9 9 -
Schritt 3:
Jetzt liest man Wert 1, Wert 2 und 3 ab und setzt sie hintereinander. Z.B. 1, 2 und 5 -> 125
Dies multipliziert man mit Wert 4, dem Multiplikator. Z.B. x1000 -> 125000 Ohm = 125 Kiloohm
Der letzte, abgelegene Ring ist die Toleranz des Widerstandes in %. Braun 1% Toleranz, rot 2%.
Beispiel:
Orange-Rot-Gelb-Silber-Braun
3 1 4 x0.01 1%
314 x 0.1 = 3.24 Ohm mit max. 1% Abweichung.
2.: Elektrische Leistung im Gleichstromkreis:
2.1: Leistung aus Spannung und Strom
P = U * I
Bsp.: P = 12V * 10A = 120W
2.2: Spannung aus Leistung und Strom
U = P / I
Bsp.: U = 120W / 10A = 12V
2.3: Strom aus Leistung und Spannung
I = P / U
Bsp.: I = 120W / 12V = 10A
3.: Ohmsches Gesetz:
3.1: Widerstand aus Spannung und Strom
R = U / I
Bsp.: R = 12V / 10A = 1.2 Ohm
3.2: Spannung aus Widerstand und Strom
U = R * I
Bsp.: U = 120 Ohm * 10A = 1200V
3.3: Strom aus Widerstand und Spannung
I = U / R
Bsp.: I = 50 Ohm / 10V = 5A
4: Elektrische Arbeit im Gleichstromkreis:
4.1: Arbeit aus Leistung und Zeit
W = P * t
Bsp.: 50Ws = 5W * 10s
4.2: Leistung aus Arbeit und Zeit
P = W / t
Bsp.: 5W = 50Ws / 10s
4.3: Zeit aus Arbeit und Leistung
t = W / P
Bsp.: 5s = 50Ws / 10W
5: Kapazitäten
5.1: Bei Kondensatoren
5.1.1: Energie aus Spannung und KapazitätQ (auch W genannt) = 0.5 * U² * C
Bsp.: Q = 0.5 * 200V² * 0.001F = 200000 * 0.001F = 20J (auch Ws genannt)
5.1.2: Lade-/Entladezeit aus Spannungsänderung, Ladestrom und Kapazität
Achtung: I = konstant (das ist nur mit einer speziellen Ladeschaltung - auf die ich definitiv NICHT eingehen werde - zu erreichen; U = Spannungsänerung (z.B. von 5V auf 1V: 4V Änderung)
t = (C * U) / I
Bsp.: t = (10F * 5V) / 0.1A = 50 / 0.1A = 500s
5.2: Bei Akkus/Batterien
5.2.1: Energie aus Kapazität und Spannung
Q = U * C * 3600 (3600 wegen Umrechnung Amperestunden -> Amperesekunden)
Bsp.: Q = 12V * 10Ah * 3600 = 432000Ws = 120Wh = 0.12kWh
5.2.2: Ladezeit aus Kapazität und Ladestrom
t = C / I * 1.1 (10% Zuschlag wegen Verlusten im Akku)
Bsp.: t = 10Ah / 5A * 1.1 = 2.2h
5.2.3: Entladezeit aus Kapazität und Entladestrom
t = C / I * 0.95 (5% Abzug wegen Verlusten im Akku)
Bsp.: t = 10Ah / 5A * 0.95 = 1.9h
6.: Berechnungen im Stromkreis:
6.1: Widerstände:
6.1.1: Reihenschaltung:
Rges = R1 + R2 + R3....
Bsp.: Rges = 50 Ohm + 100 Ohm + 150 Ohm = 300 Ohm
6.1.2: Parallelschaltung
1 / Rges = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3....
Bsp.: 1 / Rges = 1/50 Ohm + 1/100 Ohm + 1/150 Ohm = ~27.3 Ohm
6.2: Kondensatoren:
6.2.1: Reihenschaltung
1 / Cges = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3....
Bsp.: 1 / Cges = 1/50µF + 1/100µF + 1/150µF = ~27.3µF
6.2.2: Parallelschaltung
Cges = C1 + C2 + C3....
Bsp.: Cges = 50µF + 100µF + 150µF = 300µF
Diese Formelsammlung ist noch recht klein! Weiteres folgt in den nächsten Tagen!
Bisher gearbeitet: 3h
