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Grundwissen & Aufgaben

Im Grundwissen kommen wir direkt auf den Punkt. Hier findest du die wichtigsten Ergebnisse und Formeln für deinen Physikunterricht. Und damit der Spaß nicht zu kurz kommt, gibt es die beliebten LEIFI-Quizze und abwechslungsreiche Übungsaufgaben mit ausführlichen Musterlösungen. So kannst du prüfen, ob du alles verstanden hast.

  • Effektivwerte von Wechselstrom und -spannung

    • Der Effektivwert der Spannung einer Wechselspannung bzw. der Stromstärke eines Wechselstroms ist diejenige zeitlich konstante Spannung bzw. Stromstärke, die in der gleichen Zeit die gleiche Energie liefert.
    • Der Effektivwert \(U_{\rm{eff}}\) einer sinusförmigen Wechselspannung mit dem Scheitelwert \(\hat U\) ist \(U_{\rm{eff}}=\frac{\hat U}{\sqrt{2}}\)
    • Der Effektivwert \(I_{\rm{eff}}\) eines sinusförmigen Wechselstroms mit dem Scheitelwert \(\hat I\) ist \(I_{\rm{eff}}=\frac{\hat I}{\sqrt{2}}\)
  • Wechselstromwiderstände

    • Der Wechselstromwiderstand eines Elementes ist der Quotient aus Effektivspannung und Effektivstrom: \(X=\frac{U_{\rm{eff}}}{I_{\rm{eff}}}\)
    • Man unterscheidet zwischen Wechselstromwiderständen an ohmschen Leitern \(X_R\), an Kondensatoren \(X_C\) und an Spulen (Induktivitäten) \(X_L\).
    • Dabei gilt \(X_R=\frac{\hat U}{\hat I}\), \({X_C} = \frac{1}{\omega \cdot C}\) und \({X_L} ={{\omega \cdot L}}\)
    • Zusätzlich verursachen Kondensator und Spule eine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom.
  • Zeigerdiagramme in der Wechselstromtechnik

    • In der Wechselstromtechnik werden häufig Zeigerdiagramme zur Darstellung von Spannung und Strom genutzt.
    • Dabei wird ein Zeiger, dessen Länge z.B. der Spannungsamplitude \(\hat U\) entspricht, mit der  Winkelgeschwindigkeit \(\omega\) gegen den Uhrzeigersinn rotiert.
    • Der Momentanwert einer Größe kann im Zeigerdiagramm an der Vertikalachse abgelesen werden.

Versuche

Das Salz in der Suppe der Physik sind die Versuche. Ob grundlegende Demonstrationsexperimente, die du aus dem Unterricht kennst, pfiffige Heimexperimente zum eigenständigen Forschen oder Simulationen von komplexen Experimenten, die in der Schule nicht durchführbar sind - wir bieten dir eine abwechslungsreiche Auswahl zum selbstständigen Auswerten und Weiterdenken an. Mit interaktiven Versuchen kannst du die erste Schritte Richtung Nobelpreis zurücklegen.

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Downloads

Lade unsere Simulationen, Animationen und interaktive Tafelbilder für den Unterricht oder eine Präsentation kostenfrei herunter.

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Weblinks

Von Cern und NASA über Unterrichtsmaterial bis Videos, unsere Auswahl aus dem World Wide Web. Viel Spaß beim Stöbern.

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