2.1.6. Elektrizität#
Elektrizität bezeichnet physikalische Erscheinungen, die mit der Bewegung und den Wirkungen von elektrischen Ladungen verbunden sind. Sie kann in verschiedenen Formen auftreten, z. B. als statische Elektrizität oder als elektrischer Strom.
Grundbegriffe#
Die grundlegenden elektrischen Größen beschreiben zentrale physikalische Eigenschaften und Zusammenhänge elektrischer Systeme.
Sie umfassen die Ladung als fundamentale Eigenschaft von Teilchen, den Strom als gerichtete Bewegung von Ladungsträgern sowie die Spannung als treibende Energiegröße.
Ergänzend charakterisiert der Widerstand die Hemmung des Stromflusses, während das elektrische Feld die Wirkung von Ladungen im Raum beschreibt.
Details siehe Tabelle Tab. 4 (:ref:TAB-Elektrische-Grundbegriffe).
Elektrische/r/s … |
Formelz. |
Einheit |
Beschreibung |
|
|---|---|---|---|---|
Ladung |
\(Q\) |
Coulomb |
C |
Fundamentale Eigenschaft von Teilchen (positiv oder negativ) |
Strom |
\(I\) |
Ampere |
A |
Gerichtete Bewegung elektrischer Ladungen (meist Elektronen) |
Spannung |
\(U\) |
Volt |
V |
Energieunterschied pro Ladungsträger zwischen zwei Punkten |
Widerstand |
\(R\) |
Ohm |
Ω |
Maß für die Behinderung des Stromflusses |
Feld |
\(E\) |
Volt pro Meter |
V / m |
Kraftfeld, das von elektrischen Ladungen ausgeht |
Ohm’sches Gesetz#
Das Ohm’sche Gesetz beschreibt den linearen Zusammenhang zwischen Spannung, Strom und Widerstand in einem elektrischen Leiter:
U = elektrische Spannung (in Volt, V)
R = elektrischer Widerstand (in Ohm, Ω)
I = elektrischer Strom (in Ampere, A)
Umstellungen:
\( I = \frac{U}{R} \), \( R = \frac{U}{I} \)
Es gilt nur für sogenannte Ohmsche Widerstände, bei denen der Widerstand \(R\) unabhängig von Spannung und Strom konstant bleibt.