• Hier findest du eine Zusammenstellung der wichtigsten Formeln aus der E-Lehre

• Alle Körper sind aus kleinen, sich ständig bewegenden Teilchen aufgebaut.
• Ein Körper hat unterschiedliche Eigeschaften, je nachdem ob er fest, flüssig oder gasförmig ist.
• Je mehr ein Stoff erwärmt wird, desto mehr bewegen sich die Teilchen des Stoffes.

Die universelle Gasgleichung lautet \[p \cdot V = k_{\rm B} \cdot N \cdot T\] mit dem Druck \(p\), dem Volumen \(V\), der Boltzmann-Konstanten \(k_{\rm B}\), der Teilchenzahl \(N\) und der Temperatur \(T\). 

• Schwacher Kausalität liegt vor, wenn exakt gleiche Ursachen die stets gleiche Wirkung zur Folge haben.
•  Starker Kausalität liegt vor, wenn ähnliche Ursachen eine ähnliche Wirkung zur Folge haben. Kleine Änderungen im Ausgangszustand führen nur zu kleinen Änderungen im Ergebnis.
• Viele Systeme in der Natur sind labile Gleichgewichtszustände. Hier liegt keine starke Kausalität vor.

• Würde man einen Zustand vollständig kennen, könnte man mit Hilfe der Naturgesetze alle Folgen daraus ableiten.
• Damit wäre alles Geschehen der Welt unabänderlich bestimmt (Determinismus).
• Die Quantenmechanik und die Relativitätstheorie machen jedoch die Grenzen des Determinismus deutlich.

• Die \(U\)-\(I\)-Kennlinie eines Leiters stellt den Zusammenhang zwischen angelegter Spannung \(U\) und sich ergebender Stromstärke \(I\) dar.
• Die Kennlinien von ohmschen Widerständen sind Ursprungshalbgeraden.
• Wird die \(U\)-\(I\)-Kennlinie eines Leiters mit zunehmender Spannung flacher, so nimmt der Widerstand des Leiters zu, wird sie steiler, so nimmt sein Widerstand ab.
• Mit Hilfe der Kennlinie kannst du auch Spannungen und Ströme bei nicht ohmschen Widerständen ermitteln.

• Strommesser werden immer in Reihe geschaltet und müssen einen vernachlässigbaren Innenwiderstand besitzen.
• Spannungsmesser werden immer parallel zu dem Bauteil geschaltet, dessen Spannung bzw. dessen verursachten Spannungsabfall du messen möchtest.
• Spannungsmesser besitzen einen möglichst großen Innenwiderstand. 

• Der Widerstand ist der Quotient aus der über dem Leiter abfallenden Spannung und der Stärke des Stroms, die durch den Leiter fließt.
• Kurz: \(R=\frac{U}{I}\)
• Die Einheit des elektrischen Widerstands ist \([R]:=1\,\Omega\,(\text{Ohm})\)

• Ladung auf dem Kondensator, Strom im Kreis, und die Spannungen über dem Widerstand und dem Kondensator können beim Ein- und Ausschalten mit Exponentialfunktionen beschrieben werden.
• Für die Halbwertszeit der Größen gilt jeweils \({t_H} = R \cdot C \cdot \ln \left( 2 \right)\).

• Alle geladenen Körper üben aufeinander Kräfte aus, die man als elektrische Kräfte bezeichnet.
• Die Richtung dieser Kräfte verläuft auf der Verbindungsgerade der beiden Ladungsschwerpunkte, der Betrag dieser Kräfte ist (wegen des Wechselwirkungsgesetzes) gleich groß.
• Die Kräfte sind bei gleichartigen Ladungen voneinander weg und bei verschiedenartigen Ladungen aufeinander zu gerichtet.
• Der Betrag ist proportional zu beiden Ladungen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes der beiden Ladungsschwerpunkte.

• Die Struktur im Periodensystem der Elemente legen Beobachtungen hinsichtlich der Ionisierungsenergie und des Molvolumens nahe.
• Die Anordnung der Elemente im Periodensystem erfolgt nach ihrer Ordnungszahl (Kernladungszahl) \(Z\).

• Modelle über den Atomaufbau haben sich ständig weiterentwickelt.
• Ein Atom besteht aus einem sehr kleinen Atomkern und einer Hülle.
• Der Atomkern besteht aus Protonen und Neutronen. In der Atomhülle halten sich die Elektronen auf.
• Protonen und Neutronen bestehen wiederum jeweils aus drei Quarks.

• Im Modell des eindimensionalen linearen unendlichen Potentialtopfs ist die potentielle Energie eines Teilchens im Topf Null, an den Rändern unendlich groß.
• Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Teilchens am Topfrand ist Null. Die Eigenschwingungen des Teilchens im Potentialtopf sind daher analog zu stehenden Seilwellen an festen Enden.
• Mit der Beziehung \(\lambda=\frac{h}{p}\) ergibt sich die Gesamtenergie des Teilchens im Potentialtopf zu \({E_{\rm{ges}}} = \frac{{{h^2}}}{{8 \cdot m \cdot {a^2}}} \cdot {n^2}\)
• Mit \(n\in \left\{ {1\;;\;2\;;\;3\;;\;...} \right\}\) erhält man die verschiedenen Energieniveaus des Elektrons im Potentialtopf.

• Die elektrische Stromstärke, Symbol \(I\), ist ein Maß für die elektrische Ladung, die pro Sekunde durch einen Leiterquerschnitt hindurchfließt.
• Die Einheit der elektrischen Stromstärke ist das Ampere, Symbol \(\rm{A}\).

• Festkörper dehnen sich beim Erwärmen i.d.R. in alle Raumrichtung gleichmäßig aus.
• Bei Festkörpern gibt man oft den Längenausdehnungskoeffizienten \(\alpha\) an.
• Für die Längenänderung gilt \(\Delta l = \alpha \cdot {l_0} \cdot \Delta \vartheta\).

• Die Funktionsweise von Generatoren und Elektromotoren sind physikalisch eng verbunden
• Zentral ist bei beiden die Lorentzkraft auf bewegte Ladungen im Magnetfeld

• Die 4 Takte sind: Ansaugen, Verdichten, Arbeiten, Auspuffen
• Mehrere Zylinder eines Motors laufen versetzt. Ziel ist, dass immer ein Zylinder gerade im Arbeitstakt ist.
• Der Wirkungsgrad eines Ottomotors liegt im Idealfall bei \(\eta=35\,\%\), meist jedoch deutlich darunter.

• Die Wellenfunktion beschreibt die Ausbreitung einer Welle mathematisch.
• Für eine in positive \(x\)-Richtung laufende Welle gilt: \(y(x;t) = \hat y \cdot \sin \left( {2\pi  \cdot \left( {\frac{t}{T} - \frac{x}{\lambda }} \right)} \right)\)

• Die Knotenregel kann auch bei beliebig vielen zu- und abfließenden Strömen genutzt werden.
• Die Maschenregel gilt auch bei mehreren Quellen in einem Stromkreis.
• So lassen sich auch Ströme und Spannungen in sehr komplexen Schaltungen berechnen.

• Auf Fotos sind nicht alle Elemente einer elektrischen Schaltung gut und klar zu erkennen.
• Ein Schaltplan ist eine vereinfachte Darstellung einer elektrischen Schaltung.
• Die verschiedenen Schaltsymbole für die Bauteile sind in einer Norm festgelegt.
• Schaltpläne können auch am Computer erstellt werden

• Mit Hilfe verschiedener Modelle kannst du dir die Abläufe im Stromkreis vorstellen und erklären.
• Du kannst dir einen Stromkreis wie einen offenen Wasserkreislauf vorstellen.
• Du kannst dir einen Stromkreis wie eine Fahrradkette, die ein Rad antreibt, vorstellen.
• Du kannst dir einen Stromkreis mit Hilfe von Luftdruck und Elektronengasdruck vorstellen.

• Permanentmagnete besitzen zwei unterschiedliche Pole: einen Nordpol und einen Südpol.
• Gleichartige Pole stoßen sich ab, ungleichartige Pole ziehen sich an.
• Zerbrichst du einen Stabmagnet, so entstehen zwei Magnete, von denen wieder jeder Magnet einen Nordpol und einen Südpol hat.

• Wenn du einen Magneten Nahe an einen zuvor nicht magnetischen Eisenstab bringst, wird dieser zu einem Magneten - diesen Vorgang nennt  man magnetische Influenz.
• Die im Eisen enthaltenen Elementarmagnete richten sich dabei aus.
• Magnetische Influenz tritt bei ferromagnetischen Stoffen wie Eisen, Kobalt, Nickel auf.

• Jeder physikalischen Größe wird ein Formelzeichen (Symbol) zugeordnet.
• Die Angabe einer physikalischen Größe erfolgt mit Maßzahl und Maßeinheit.
• Der elektrische Strom hat das Symbol \(I\), die Spannung das Symbol \(U\) und der Widerstand das Symbol \(R\). 

• Werden fortlaufend elektrische Ladungen transportiert, so fließt ein elektrischer Strom.
• Je mehr Ladungen pro Zeiteinheit durch eine gedachte Testfläche in einem Leiter fließen, desto größer ist die Stromstärke \(I\) im Leiter.
• Es gilt \({\text{Stromstärke}}=\frac{{{\text{Ladung durch Testfläche}}}}{{{\rm{Messzeit}}}}\), also \(I=\frac{\Delta Q}{\Delta t}\)

• Als Spannung bezeichnet man die Fähigkeit einer elektrischen Quelle, in einem Stromkreis einen Strom aufrechtzuerhalten.
• Im Modell des offenen Wasserkreislaufs entspricht die Spannung dem Höhenunterschied der Vorratsbehälter.
• Die elektrische Spannung hat das Formelzeichen \(U\) und wird in der Einheit \([U]=1\,\rm{V}\) (Volt) angegeben.

• Elektrische Spannung kann gut in Analogie mit dem offenen Wasserkreislauf verstanden werden.
• Die Spannung einer elektrischen Quelle ist der Quotient aus der potentiellen Energie einer Ladung und dem Ladungsbetrag: \(U = \frac{{{E_{pot}}}}{Q}\)

• Bei Berechnungen an komplexeren Schaltkreisen schrittweise arbeiten.
• Zunächst jeweils Ersatzwiderstände von parallelen Ästen berechnen, sodass eine Reihenschaltung entsteht.
• Anschließend den Gesamtwiderstand der Schaltung berechnen.

• Knotenregel: In jedem Verzweigungspunkt sind hin- und abfließende Ströme gleich, es gilt \(I_{\rm{hin}}=I_{\rm{ab}}\).
• Maschenregel: Die Summe aller Teilspannungen ist gleich der Spannung der Quelle, es gilt \(U = U_1+U_2+...+U_n\).

• Für den Gesamtwiderstand \(R_{12}\) zweier in Reihe geschalteter Widerstände \(R_1\) und \(R_2\) gilt: \(R_{12}=R_1 + R_2\)
•  Der Gesamtwiderstands einer Reihenschaltung ist stets größer als der größte Einzelwiderstand.