Elektrizität ist die Bewegung elektrischer Ladungen, die durch einen elektrischen Leiter fließen. Diese Bewegung wird gemäß bestimmten physikalischen Eigenschaften ausgeführt, die in einigen Gesetzen und Theoremen zusammengefasst sind.
Die wichtigsten Gesetze und Theoreme der Elektrotechnik sind:
1. Coulombsches Gesetz
Das Coulombsche Gesetz besagt, dass die elektrische Kraft zweier geladener Objekte umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen ist. Das Coulombsche Gesetz besagt auch, dass diese Kraft direkt proportional zum Produkt der Ladungen ist.
Dieses Gesetz wurde erstmals 1785 von dem Physiker Charles-Augustin de Coulomb eingeführt.
2. Ampères Gesetz
Das Ampère-Gesetz wurde 1831 von dem Franzosen André-Marie Ampère entwickelt. Das Ampère-Gesetz bezieht ein statisches Magnetfeld auf die Ursache, die es verursacht. Später korrigierte James Clerk Maxwell es und wurde Teil von Maxwells Gleichungen.
Dieses Gesetz zeigt an, dass die Zirkulation der Intensität des Magnetfelds in einer geschlossenen Schleife proportional zum elektrischen Strom ist, der in dieser Kontur fließt.
3. Ohmsches Gesetz
Das Ohmsche Gesetz besagt, dass der Strom der elektrischen Leistung, der von einem Leiter fließt, der zwei Punkte verbindet, direkt proportional zur Spannung zwischen den beiden Punkten ist. Sie ist auch umgekehrt proportional zum elektrischen Widerstand.
Das Ohmsche Gesetz schafft es, das Verhalten fast aller elektrisch leitfähigen Materialien sehr genau zu beschreiben. Einige leitfähige Materialien folgen diesem Gesetz jedoch nicht - nicht ohmsche leitfähige Materialien.
Das Gesetz verdankt seinen Namen dem deutschen Physiker George Ohm. 1827 beschrieb George Ohm die Ströme und Spannungen in einfachen elektrischen Schaltungen. Ihm zu Ehren wird der Widerstand in Ohm (ω) ausgedrückt.
4. Faradaysches Gesetz
Das Faradaysche Gesetz der elektromagnetischen Induktion ist ein Grundgesetz des Elektromagnetismus mit:
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ein Transformator
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ein Induktivitätselement
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eine Vielzahl von Generatorbetrieb eng.
Das Gesetz besagt, dass:
Die Größe der induzierten elektromotorischen Kraft in jedem geschlossenen Stromkreis ist gleich der Änderungsrate des magnetischen Flusses durch den Stromkreis.
Flemings Regel für die linke Hand und die Regel für die rechte Hand sind zwei Techniken, um die Richtung jedes Vektors in Faradays Formel zu kennen.
Michael Faraday entdeckte dieses Gesetz im Jahr 1831. Joseph Henry fand dieses Gesetz vor Faraday in einer unabhängigen Studie im Jahr 1830, aber er veröffentlichte diese Entdeckung nicht. Daher wird dieses Gesetz Faradaysches Gesetz genannt.
Herkömmlicherweise gibt es zwei Möglichkeiten, den magnetischen Fluss durch die Schaltung zu ändern. Erstens, was die induzierte elektromotorische Kraft betrifft, ändert sich Ihr eigenes elektrisches Feld, wie die Änderung des Feldstroms (wie bei einem Transformator). Was die elektromotorische Antriebskraft betrifft, ändert sich die Bewegung des gesamten oder eines Teils des Kreises im Magneten Feld wie bei einem Generator gleicher Polarität.
5. Kirchhoffs aktuelles Gesetz (Kirchhoffs erstes Gesetz):
Das aktuelle Gesetz von Kirchhoff gilt für einen Strom, der in einem stationären Zustand durch einen Knoten eines geschlossenen Stromkreises fließt.
Gemäß diesem Kirchhoffschen Gesetz ist die algebraische Summe der Ströme, die in einen beliebigen Knoten in einem Stromkreis eintreten (mit unterschiedlichem Vorzeichen, wenn sie eintreten oder austreten), Null.
6. Kirchhoffsches Spannungsgesetz (zweites Kirchhoffsches Gesetz)
Allgemein besagt das Kirchhoffsche Spannungsgesetz, dass die algebraische Summe der Spannungsabfälle, die zwischen den Raumpunktpaaren wirken, die eine geschlossene (orientierte) Folge bilden, gleich Null ist.
In der einfachsten Formulierung besagt das Gesetz, dass die algebraische Summe des elektrischen Potentials entlang einer geschlossenen Linie (mit dem entsprechenden Vorzeichen in Abhängigkeit von der Verschiebungsrichtung des Netzes) gleich Null ist.
7. Theorem von Thévenin
Der Satz von Thévenin bezieht sich auf jede lineare Schaltung mit nur Spannungs- und Stromquellen und Widerständen. Das Theorem besagt, dass, wenn die Punkte A und B verfügbar sind, dies einer einzelnen Spannungsquelle V und einem einzelnen Widerstand R in Reihe entspricht.
Der Satz von Bernard Thévenet besagt, dass jede Quelle gleichwertig durch eine ideale Spannungsquelle ersetzt werden kann, die in Reihe und mit einem Innenwiderstand verbunden ist.
Dieser Satz ist eine Doppelaussage des Satzes von Norton über den äquivalenten Ersatz einer beliebigen Schaltung durch eine ideale Stromquelle und einen parallel geschalteten Widerstand.
Mit anderen Worten, der Strom in jedem Widerstand Zn, der mit irgendeiner Schaltung verbunden ist, ist gleich dem Strom in demselben Widerstand Zn, der mit einer idealen Spannungsquelle mit einer Spannung gleich der Leerlaufspannung der Schaltung verbunden ist.
Außerdem hat er einen Innenwiderstand Zi, der gleich dem Gesamtwiderstand des "geschlossenen Teils" des Stromkreises ist. Die Zn-Anschlussseite bestimmt diesen Widerstand, vorausgesetzt, dass alle Quellen innerhalb der Schaltung durch Impedanzen ersetzt werden, die gleich den internen Impedanzen dieser Quellen sind.
8. Satz von Norton
Auf dem Gebiet der elektrischen Schaltungen besagt Nortons Theorem, dass jede lineare Schaltung, egal wie komplex, von zwei Knoten A und B aus gesehen, einem realen Stromgenerator entspricht, der aus einem idealen Stromgenerator parallel zu einer Ausdauer besteht. Die Äquivalenz ist auf die Spannung und den Strom an den Knoten A und B beschränkt.
Der Satz von Norton ist eine Erweiterung des Satzes von Thévenin und wurde 1926 von zwei verschiedenen Personen gleichzeitig erhalten:
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Hans Ferdinand Mayer (1895-1980), a Hause-Siemens researcher
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Edward Lawry Norton (1898–1983), Laboringenieur bei Bell.
Nur Mayer veröffentlichte seine Arbeit, aber Norton veröffentlichte seine Arbeit durch einen internen technischen Bericht der Bell Laboratories.
9. Superpositionssatz
Der Überlagerungssatz besagt, dass in einer linearen Schaltung mit mehr als einer unabhängigen Quelle die Wirkung aller Quellen auf eine Impedanz die Summe der Auswirkungen jeder Quelle unabhängig ist, wobei andere Spannungsquellen durch einen Kurzschluss ersetzt und alle anderen Stromquellen durch ersetzt werden ein offener Stromkreis.
