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elektrische EnergieZoomA-Z

Fachgebiet - Elektrizitätslehre

Wird durch die Trennung von positiven und negativen Ladungen ein elektrisches Feld E aufgebaut, so muss für die Ladungstrennung Arbeit verrichtet werden. Sie ist dann als elektrische Energie WE im Feld gespeichert.

Für inhomogene Felder wird die elektrische Energiedichte wE eingeführt:

wE=WEV

V beschreibt das Volumen, das vom elektrischen Feld E ausgefüllt wird.

Für die Energiedichte wE eines elektrischen Feldes E erhält man nach Integration über das Volumen V:

wE=12ED

Darin stellt D die elektrische Verschiebung (Flussdichte) — als Maß für die Flächendichte einer gedachten Kondensatorfläche, die unser elektrisches Feld erzeugt — dar.

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

Versuch mit dem SolarmodulLevel 190 min.

ChemieAllgemeine ChemieElektrochemie

Die Strom-Spannungs-Kennlinie gibt Aufschluss über das Leistungsverhalten eines Solarmoduls. Aus der Strom-Spannungs-Kennlinie sowie aus der Leistungskurve erhält man den Punkt maximaler Leistung, den sogenannten Maximum Power Point (MPP). Der Wirkungsgrad des Solarmoduls gibt an, wie viel der eingestrahlten Energie von dem Solarmodul in elektrische Energie umgewandelt wird. Ziel dieses Versuches ist es, die Leistung des Solarmoduls zu testen.

Der elektrische WiderstandLevel 260 min.

PhysikElektrizitätslehreElektrischer Stromkreis

In diesem Lernabschnitt werden der elektrische Widerstand und das Ohm'sche Gesetz anhand von Versuchen aufgezeigt. Außerdem werden die Reihenschaltung und die Parallelschaltung von Widerständen intensiv behandelt und anhand vieler Anwendungen wie Vorwiderstand, Spannungsteiler und Voltmeter erläutert. Außerdem werden die Kirchhoff'schen Regeln eingeführt. Mit einigen JPAKMA-Projekten soll des Gelernte eingeübt werden. Danach wird der spezifische Widerstand anschaulich hergeleitet. Die Wheatstone'sche Brücke und der Innenwiderstand eines Akkus beziehungsweise einer Batterie sollen das vorher Behandelte unterstützen. Zum Schluss wird noch die elektrische Energie und die elektrische Leistung erläutert und deren Anwendung auf Stromkreise dargelegt.