Physik

Warum wird ein Elektromotor manchmal als umgekehrter Generator bezeichnet?

Weil beide auf demselben Prinzip der elektromagnetischen Induktion beruhen - nur in umgekehrter Richtung. Ein Generator wandelt mechanische Energie in elektrische um, ein Elektromotor macht genau das Gegenteil: Er wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um.

Warum fließen durch österreichische Haushalte praktisch keine Elektronen von Wien nach Salzburg, und was bedeutet 50 Hz?

Im Wechselstromnetz schwingen die Elektronen nur hin und her - sie bewegen sich nicht vorwärts. 50 Hz bedeutet, dass die Elektronen 50-mal pro Sekunde ihre Richtung wechseln. Die Energie wird durch das elektromagnetische Feld übertragen, nicht durch wandernde Elektronen.

Zwei Glühlampen - einmal mit 230V Gleichspannung, einmal mit 230V Effektivspannung. Welche leuchtet heller?

Beide leuchten gleich hell. Die Effektivspannung (auch RMS-Spannung) ist genau so definiert, dass sie entsprechende Gleichspannung erzeugt. 230V Effektivspannung entspricht also in der Wirkung 230V Gleichspannung.

Was passiert bei einem Transformator, wenn die Sekundärspule mehr Windungen hat als die Primärspule?

Die Ausgangsspannung ist höher als die Eingangsspannung - es handelt sich um einen Aufwärtstransformator. Es gilt: U1/U2 = N1/N2. Mehr Windungen → höhere Spannung (bei gleichzeitig geringerem Strom)

Warum transportiert man elektronische Energie mit Hochspannung

Bei hoher Spannung fließt für dieseslbe Leistung (P = U I) ein geringerer Strom. Da die Leitungsverluste von P_Verlust = Ihoch2 * R abhängen, sinken die Verluste drastisch. Hohe Spannung = niedriger Strom = wenig Wärmeverlust.

Warum verwändet man nicht einfach doppelt so dicke Kabel statt Hochspannung?

Dickere Kabel verringern den Widerstand R nur wenig (halbieren ihn bestenfalls), während bei Hochspannung der Strom I quadratisch in die Verlustformel eingeht (Ihoch2 * R) Außerdem wären dickere Kabel über tausende Kilometer extrem teuer, schwer und aufwendig.

Was versteht man allgemein unter einer Welle?

Eine Welle ist die Ausbreitung einer Störung (Schwingung) im Raum, bei dere Energie transportiert wird, aber kein Stoff. Man unterscheidet Transversalwellen (Schwingunge senkrecht zur Ausbreitung zB Licht) und Longitudinalwellen (Schwingung parallel zur Ausbreitung zB Schall)

Warum gilt Maxwell als einer der bedeutendsten Physiker? Erkläre die Bedeutung seiner Gleichungen.

Maxwell fasste Elektrizität, Magnetismus und Optik in vier Gleichungen zusammen. Er zeigte, dass sich elektromagnetische Störungen als Wellen ausbreiten und berechnete deren Geschwindigkeit – die er als identisch mit der Lichtgeschwindigkeit erkannte. Damit bewies er, dass Licht eine elektromagnetische Welle ist. Seine Gleichungen sind die Grundlage der gesamten klassischen Elektrodynamik.

Welche Geschwindigkeit besitzen elektromagnetische Wellen im Vakuum?

c ≈ 3 · 10⁸ m/s (ca. 300.000 km/s) – die Lichtgeschwindigkeit.

Warum wird ein Schwingkreis mit einer Schaukel verglichen?

Beide zeigen ungedämpfte (oder gedämpfte) Schwingungen mit einem Energieaustausch zwischen zwei Formen: Bei der Schaukel wechselt Energie zwischen potenzieller und kinetischer Energie; beim Schwingkreis wechselt sie zwischen dem elektrischen Feld im Kondensator und dem magnetischen Feld der Spule.

Was ist ein offener Schwingkreis?

Ein offener Schwingkreis entsteht, wenn man Kondensator und Spule eines normalen Schwingkreises „aufklappt" – die Drähte werden gestreckt. Dadurch kann das elektromagnetische Feld in den Raum abstrahlen. Das ist das Grundprinzip einer Antenne. Elektromagnetische Wellen können so gesendet und empfangen werden.