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Ohmsches Gesetz

Storyboard

Wenn ein Feld an eine Last angelegt wird, wird eine Kraft erhalten. Eine solche Kraft, die entlang eines Pfades ausgeübt wird, führt zu potentieller Energie. Wird es durch ein elektrisches Feld ausgedrückt, erhält man die potentielle Energie pro Ladung, die wir elektrisches Potential nennen. Das elektrische Potential erzeugt eine Verschiebung von Ladungen, was impliziert, dass es einen Fluss gibt, den wir elektrischen Strom nennen. Ihre Größe hängt von dem elektrischen Potential und dem Widerstand des Materials ab, in dem sich die Elektronen befinden, die wir den Leiter nennen werden. Das resultierende Gesetz ist das sogenannte Ohmsche Gesetz.

>Modell

ID:(815, 0)

Strom durch einen Leiter

Definition

ID:(7860, 0)

Widerstand und Hitze

Bild

ID:(11761, 0)

Ohmsches Gesetz

Beschreibung

Wenn ein Feld auf eine Ladung angewendet wird, entsteht eine Kraft. Diese Kraft führt, wenn sie entlang eines Weges wirkt, zu einer potenziellen Energie. Wenn diese potenzielle Energie in Bezug auf ein elektrisches Feld ausgedrückt wird, erhält man die potenzielle Energie pro Ladungseinheit, die als elektrisches Potenzial bekannt ist. Das elektrische Potenzial bewirkt die Bewegung von Ladungen, was einen Fluss erzeugt, der als elektrischer Strom bezeichnet wird. Die Größe dieses Stroms hängt sowohl vom angelegten elektrischen Potenzial als auch vom Widerstand des Materials ab, durch das sich die Ladungen bewegen, das üblicherweise als Leiter bezeichnet wird. Die daraus resultierende Beziehung zwischen elektrischem Potenzial, Strom und Widerstand wird durch das bekannte Ohmsche Gesetz beschrieben.

Variablen

Symbol

Text

Variable

Wert

Einheiten

Berechnen

MKS-Wert

MKS-Einheiten

$\Delta t$

Abgelaufene Zeit

$S$

Abschnitt der Leiter

m^2

$a$

Beschleunigung der Ladung in der Leitung

m/s^2

$\bar{v}$

v_m

Durchschnittliche Ladungsgeschwindigkeit

m/s

$E$

Elektrisches Feld

V/m

$v_{max}$

v_max

Höchstgeschwindigkeit

m/s

$\Delta Q$

Ladungelement

$c$

Ladungs Konzentration

1/m^3

$L$

Leitungslänge

$\Delta\varphi$

Dphi

Potentialdifferenz

$\rho_e$

rho_e

Spezifischer Widerstand

Ohm m

$I$

Strom

$R$

Widerstand

Ohm

$\tau$

tau

Zeit zwischen Kollisionen

Berechnungen

Gleichung

Zahl

Zuerst die Gleichung auswählen:

, dann die Variable auswählen:

Symbol

Gleichung

Gelöst

Übersetzt

Berechnungen

Symbol

Gleichung

Gelöst

Übersetzt

Variable

Gegeben

Berechnen

Ziel :

Gleichung

Zu verwenden

Gleichungen

$ \Delta\varphi = R I $

Dphi = R * I

None

(ID 3214)

$ v_{max} =\displaystyle\frac{ e E }{ m_e } \tau $

v_max =( e * E/ m_e )* tau

(ID 3836)

$ I =\displaystyle\frac{ e ^2 E }{2 m_e } \tau c S $

I = e ^2* E * tau * c * S /(2* m_e )

(ID 3837)

$ E =\displaystyle\frac{ \Delta\varphi }{ L }$

E = Dphi / L

None

(ID 3838)

$ \Delta\varphi =\displaystyle\frac{2 m_e }{ e ^2 \tau c }\displaystyle\frac{ L }{ S } I $

Dphi =(2 * m_e /( e ^2* tau * c ))*( L / S )* I

(ID 3839)

$ \rho_e =\displaystyle\frac{2 m_e }{ e ^2 \tau c }$

rho_e =2* m_e /( e ^2* tau * c )

(ID 3840)

$ R = \rho_e \displaystyle\frac{ L }{ S }$

R = rho_e * L / S

(ID 3841)

$ a =\displaystyle\frac{ e E }{ m_e }$

a = e * E / m_e

None

(ID 3843)

$ I = e S c \bar{v} $

I = e * S * c * v_m

(ID 10400)

$ I =\displaystyle\frac{ \Delta Q }{ \Delta t }$

I = DQ / Dt

None

(ID 10401)

$ v_{max} = a \tau $

v_max = a * tau

(ID 16236)

$ \overline{v} =\displaystyle\frac{1}{2} v_{max} $

v_m = v_max / 2

(ID 16237)

Beispiele

Simulation des Resistenzmodells

(ID 16003)

Strom durch einen Leiter

Zusammenfassend l sst sich sagen, dass durch Anlegen einer Potentialdifferenz zwischen den beiden Enden des Leiters \Delta\varphi ein Strom I erzeugt wird, der vom Widerstand R abh ngt:

(ID 7860)

Widerstand und Hitze

Die Hitze l sst die Atome mit einer gr eren Amplitude schwingen, was es den Elektronen erschwert, voranzukommen:

(ID 11761)

Modell

(ID 16002)

ID:(815, 0)