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⚡ Elektrotechnik-Grundlagen
Die Basis für Schule, Ausbildung, Prüfung und Studium. Wähle unten selbst, wie tief du einsteigen möchtest.
Begriff zuerst
Bevor du eine Formel einsetzt, kläre, welche physikalische Größe gemeint ist und welche Einheit dazugehört.
Formel umstellen
Gesuchte Größe markieren, Formel nach ihr umstellen, Einheiten vereinheitlichen und erst dann Zahlen einsetzen.
Plausibilität
Passt das Vorzeichen, die Größenordnung und die Einheit? Eine kurze Kontrolle findet viele Rechenfehler.
Dein Lernpfad
Spannung
Spannung ist die elektrische Potentialdifferenz und wird in Volt angegeben. Sie ist die treibende Größe für den Stromfluss. Formel: U = R · I. Verständliche Erklärung mit passenden Rechnern.
Stromstärke
Die Stromstärke beschreibt, wie viel elektrische Ladung pro Zeit fließt. Einheit: Ampere. Formel: I = Q / t. Verständliche Erklärung mit passenden Rechnern.
Widerstand
Der elektrische Widerstand beschreibt, wie stark ein Bauteil den Stromfluss begrenzt. Formel: R = U / I. Verständliche Erklärung mit passenden Rechnern.
Leistung
Elektrische Leistung gibt an, wie schnell elektrische Energie umgesetzt wird. Formel: P = U · I. Verständliche Erklärung mit passenden Rechnern.
Energie
Elektrische Energie hängt von Leistung und Zeit ab. Formel: E = P · t. Verständliche Erklärung mit passenden Rechnern.
Ladung
Elektrische Ladung wird in Coulomb gemessen und ist die Grundlage des Strombegriffs. Formel: Q = I · t. Verständliche Erklärung mit passenden Rechnern.
Ohmsches Gesetz
Das Ohmsche Gesetz verbindet Spannung, Stromstärke und Widerstand bei ohmschen Verbrauchern. Formel: U = R · I. Verständliche Erklärung mit passenden Rechnern.
Leistung und Widerstand
Bei ohmschen Widerständen kann Leistung auch über R und I oder U bestimmt werden. Formel: P = I²R = U²/R. Verständliche Erklärung mit passenden Rechnern.
Gleichstrom
Beim Gleichstrom bleibt die Stromrichtung konstant. Typische Quellen sind Batterien und Netzgeräte. Formel: I = konstant. Verständliche Erklärung mit passenden Rechnern.
Einheiten
Elektrotechnik verwendet Größen wie Volt, Ampere, Ohm, Watt, Joule, Coulomb und Hertz. Einheitensicherheit verhindert viele Rechenfehler. Formel: 1 kW = 1000 W. Verständliche Erklärung mit passenden Rechnern.
Wirkungsgrad allgemein
Der Wirkungsgrad zeigt, welcher Anteil der zugeführten Energie oder Leistung nutzbar abgegeben wird. Formel: η = Pnutz/Pin. Verständliche Erklärung mit passenden Rechnern.
Kondensator
Ein Kondensator speichert Energie in einem elektrischen Feld. Formel: E = 1/2·C·U². Verständliche Erklärung mit passenden Rechnern.
RC-Glied
Ein Widerstand und ein Kondensator bilden ein RC-Glied mit einer charakteristischen Zeitkonstante. Formel: τ = R·C. Verständliche Erklärung mit passenden Rechnern.
RL-Glied
Ein Widerstand und eine Spule bilden ein RL-Glied mit einer charakteristischen Zeitkonstante. Formel: τ = L/R. Verständliche Erklärung mit passenden Rechnern.
Stromkosten
Stromkosten ergeben sich aus Energieverbrauch und Arbeitspreis; Grundpreise können zusätzlich anfallen. Formel: Kosten = kWh·Preis. Verständliche Erklärung mit passenden Rechnern.
Rechenmethode
Diese Reihenfolge funktioniert bei vielen Elektrotechnik-Aufgaben und macht Rechenwege nachvollziehbar.
Einsteiger-Erklärung
Stell dir jede elektrische Aufgabe zunächst wie eine Übersetzungsaufgabe vor: Welche Größe ist bekannt, welche wird gesucht und in welcher Einheit soll das Ergebnis stehen? Erst danach kommt die Mathematik.
Nutze die Rechner auf der Seite als Kontrolle deines eigenen Rechenwegs und lies bei Unsicherheit die verlinkte Themenseite.
Fortgeschrittene Hinweise
- Bei Wechsel- und Drehstrom müssen Effektivwerte, Phasenwinkel und Leistungsfaktor sauber unterschieden werden.
- Bei Leitungen und Anlagen sind neben einer Grundformel reale Randbedingungen wie Verlegeart, Temperatur, Schutzmaßnahmen und zulässiger Spannungsfall relevant.
- Bei Maschinen und Energiewandlern muss die Systemgrenze festgelegt werden: Eingangs-, Ausgangs- und Verlustleistung dürfen nicht vermischt werden.