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das_stationaere_elektrische_stroemungsfeld

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das_stationaere_elektrische_stroemungsfeld [2019/05/02 01:10] (current)
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 +====== 3. Das stationäre elektrische Strömungsfeld ======
  
 +----
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 +++++3.1 Stromstärke und Strömungsfeld|===== 3.1 Stromstärke und Strömungsfeld =====
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 +<WRAP group> <WRAP half column>
 +
 +==== Ziele ====
 +
 +Nach dieser Lektion sollten Sie:
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 +  - in der Lage sein, das Strömungsfeld in einem eingeschnürten und geradlinigen Leiter zu skizzieren.
 +  - die Strömungsgeschwindigkeit von Elektronen bestimmen können.
 +  - die integrale Schreibweise der elektrischen Stromstärke kennen.
 +
 +</​WRAP>​ <WRAP half column>
 +
 +==== Video ====
 +
 +Die elektrischen Stromdichte
 +{{youtube>​ntqXtRYrBeY}}
 +
 +Beispiele zur elektrischen Stromdichte
 +{{youtube>​9vLvzM9eGxY}}
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 +</​WRAP>​ </​WRAP>​
 +
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 +==== Aufgaben ====
 +++++
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 +++++3.2 Gaußscher Satz des Strömungsfeldes|=====3.2 Gaußscher Satz des Strömungsfeldes =====
 +
 +<WRAP group> <WRAP half column>
 +
 +==== Ziele ====
 +
 +Nach dieser Lektion sollten Sie:
 +
 +  - wissen, welche Größen beim elektrostatischen Feld und beim Strömungsfeld vergleichbar sind.
 +  - anhand von Hüllflächen den Verschiebungsstrom erklären können.
 +  - verstanden haben wie der Strom "​durch"​ einen Kondensator fließen kann.
 +
 +</​WRAP>​ <WRAP half column>
 +
 +==== Video ====
 +
 +Warum fließt ein Elektronen durch einen Kondensator
 +{{youtube>​8tXXlI0gHVk}}
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 +</​WRAP>​ </​WRAP>​
 +
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 +<WRAP group> <WRAP half column>
 +
 +====== Aufgaben ======
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 +Im Simulationsprogramm von [[http://​www.falstad.com/​emstatic/​|Falstad]] könnnen von Äquipotentialflächen,​ elektrischer Feldstärke und Stromdichte in verschiedenen Objekten dargestellt werden.
 +
 +  - Öffnen Sie das Simulationsprogramm über den Link
 +  - Wählen Sie: "​Setup:​ Wire w/ Current"​ und "Show Current (j)"
 +  - Sie sehen nun einen endlichen Leiter, bei dem am oberen Ende Ladungsträger starten und am unteren Ende ankommen.
 +  - Wir wollen nun beobachten, was bei Verjüngungen im Leiter passiert. ​
 +    - Wählen Sie dazu "Mouse = Clear Square"​. Sie können nun mit Hilfe der linken Maustaste vom leitenden Material Teile entfernen. Ziel soll sein, dass etwas in der Mitte des Leiters nur noch eine ein Kästchen breite Leitung liegt, auf einer Länge von wenigstens 10 Kästchen. Falls Sie wieder leitendes Material hinzufügen wollen, ist dies mit "Mouse = Add - Conductor"​ möglich.
 +    - Überlegen Sie sich, warum sich bei der Verjüngung des Leiters nun mehr Äquipotentiallinien ansammeln.
 +    - Wenn Sie auf zusätzlich mit "Show E/j" das E-Feld einzeichnen,​ sehen Sie, das dieses entlang der Verjüngung stärker ist. Dies lässt sich über den Schieberegler "​Brightness"​ überprüfen. Warum ist das so?
 +  - Wählen Sie "​Setup:​ Current in 2D 1", "Show E/​rho/​j"​. Warum Verhält sich der Hohlraum hier nicht wie ein Faradayscher Käfig?
 +</​WRAP>​ <WRAP half column>
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 +++++3.3 der Ohmsche Widerstand|=====3.3 der Ohmsche Widerstand =====
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 +==== Ziele ====
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 +Nach dieser Lektion sollten Sie:
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 +  - das ohmsche Gesetz kennen und anwenden können.
 +  - den Widerstand aus dem spezifischen Widerstand berechnen können.
 +  - den Leitwert aus dem Widerstand bzw. der spezifischen Leitfähigkeit ermitteln können.
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 +</​WRAP>​ <WRAP half column>
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 +==== Video ====
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 +Anschauliche Erklärung zum Ohmschen Widerstand
 +{{youtube>​IyFJqQa_Dfw}}
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 +Anschauliche Erklärung zum spezifischer Widerstand
 +{{youtube>​_F-Y_I8DJEE}}
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 +Durchgerechnete Aufgabe zum spezifischen Widerstand ​
 +{{youtube>​UbWsbwqQc-E}}
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 +====== Aufgaben ======
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 +++++3.4 Temperaturabhängigkeit des Ohmschen Widerstands|=====3.4 Temperaturabhängigkeit des Ohmschen Widerstands =====
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 +<WRAP group> <WRAP half column>
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 +==== Ziele ====
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 +Nach dieser Lektion sollten Sie:
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 +  - wissen, welche Fälle der Temperaturabhängigkeiten unterschieden und wie diese benannt werden.
 +  - den Widerstand bei unterschiedlichen Temperaturen berechnen können.
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 +</​WRAP>​ <WRAP half column>
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 +==== Video ====
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 +temperaturabhängige Widerstände ​
 +{{youtube>​Xw7QXJ9sV6s}}
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 +</​WRAP>​ </​WRAP>​
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 +----
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 +====== Aufgaben ======
 +</​WRAP>​ <WRAP half column>
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 +</​WRAP>​ </​WRAP>​
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 +++++3.5 Technische Bauformen von Widerständen|=====3.5 Technische Bauformen von Widerständen =====
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 +<WRAP group> <WRAP half column>
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 +==== Ziele ====
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 +Nach dieser Lektion sollten Sie:
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 +  - wissen, dass es verschiedene Bauformen gibt und, dass die physikalische Größe des Widerstands nicht von der geometrischen Größe abhängt
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 +</​WRAP>​ <WRAP half column>
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 +==== Video ====
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 +Bauformen des Widerstands ​
 +{{youtube>​m3jagiGFcoY?​start=156}}
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 +</​WRAP>​ </​WRAP>​
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 +----
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 +<WRAP group> <WRAP half column>
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 +====== Aufgaben ======
 +</​WRAP>​ <WRAP half column>
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 +</​WRAP>​ </​WRAP>​
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 +++++3.6 elektrische Leistung und Energie|=====3.6 elektrische Leistung und Energie=====
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 +<WRAP group> <WRAP half column>
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 +==== Ziele ====
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 +Nach dieser Lektion sollten Sie:
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 +  - die elektrische Leistung und Energie an einem Widerstand berechnen können.
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 +</​WRAP>​ <WRAP half column>
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 +==== Video ====
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 +Übungsaufgaben zur elektrischen Leistung und Energie
 +{{youtube>​c31qvyXKpNc}}
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 +</​WRAP>​ </​WRAP>​
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 +----
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 +<WRAP group> <WRAP half column>
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 +====== Aufgaben ======
 +</​WRAP>​ <WRAP half column>
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das_stationaere_elektrische_stroemungsfeld.txt · Last modified: 2019/05/02 01:10 by tfischer