Wiley-Schnellkurs Elektromagnetismus

Wiley-Schnellkurs Elektromagnetismus

by Wilhelm Kulisch

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Product Details

ISBN-13: 9783527805426
Publisher: Wiley
Publication date: 04/18/2016
Series: Wiley Schnellkurs
Sold by: Barnes & Noble
Format: NOOK Book
Pages: 280
File size: 5 MB

About the Author

Wilhelm Kulisch lehrt seit uber zehn Jahren Physik an der Universitat Kassel. Neben der Technischen Mechanik unterrichtete er lange Zeit auch Experimentalphysik fur Nebenfachstudenten.

Table of Contents

Einleitung 23

Teil I: Elektrostatik

1 Dann macht es „Zack!“: Elektrische Ladungen 29

Sie können extrem sein: Effekte von Ladungen 29

Es gibt viel Wissenswertes über Ladungen 31

Ladungen können nicht erzeugt, sondern nur getrennt werden 33

2 Zentral für die Elektrostatik: Das Coulombgesetz 43

Die Kraft zwischen zwei Punktladungen: Das Coulombgesetz 43

Die elektrische Feldkonstante 45

Coulombkräfte gehorchen dem Superpositionsprinzip 45

Vergleich mit dem Gravitationsgesetz 48

3 Das elektrische Feld ist entscheidend 51

Eine zunächst abstrakte, aber sehr nützliche Größe: das elektrische Feld 51

Ziemlich plakativ: Darstellung durch Feldlinien 53

Besondere Formen elektrischer Felder 53

Das Superpositionsprinzip: Felder überlagern sich vektoriell 57

4 Die Liste vervollständigen: Arbeit, Potential und Spannung 61

Die elektrische Arbeit und die elektrische Energie 61

Eine weitere eher abstrakte Größe: Das elektrische Potential 67

Eine Größe, die jeder kennt: die elektrische Spannung 69

Zusammenfassung der elektrostatischen Größen 71

5 Wichtige Bauelemente nicht nur zur Ladungsspeicherung: Kondensatoren 75

Physik von Kondensatoren 75

Es kommt auf die Füllung an: Dielektrika 77

Es muss nicht immer ein Plattenkondensator sein: Typen von Kondensatoren 81

Reihen- und Parallelschaltung von Kondensatoren 86

Teil II: Elektromagnetismus

6 Stark anziehend: Magnetische Phänomene 91

Ihre Wirkung ist dauerhaft: Permanentmagnete 91

Magnetismus durch Strom: elektromagnetische Phänomene 95

Es funktioniert auch anders herum: sich bewegende Ladungen reagieren auf Magnetfelder 97

Sie beruht auf dem Elektromagnetismus: Die Definition des Amperes 99

7 In ihnen geht es rund: magnetische Felder 101

Feldgröße Nummer 1: die magnetische Flussdichte 101

Feldgröße Nummer 2: die magnetische Feldstärke 102

Magnetismus pur: Spulen in allen Formen und Größen 106

Ladungen in elektrischen und magnetischen Feldern 111

8 Beim Magnetismus kommt es auf das Material an 119

Größen zur Beschreibung magnetischer Materialien 119

Er wirkt dem Feld entgegen: der Diamagnetismus 124

Starke Effekte: der Ferromagnetismus 126

Magnetisierungskurve eines Ferromagneten 130

Spezielle magnetische Materialien 133

9 Sie bringt Ströme und Spannungen hervor: die Induktion 139

Sie beruht auf Änderungen: die Induktion 139

Immer der Ursache entgegen: die Lenz’sche Regel 142

Effekte im eigenen Stromkreis: die Selbstinduktion 143

Die drei wichtigsten Anwendungen: Generator, Motor und Transformator 146

Teil III: Stromkreise

10 Sie bestehen aus Einbahnstraßen: Gleichstromkreise 155

Mechanismen des Stromflusses in einem Leiter 155

Ohne sie kann kein Strom fließen: die Spannung 157

Verbraucher stellen Widerstände dar 159

Das Ohm’sche Gesetz 161

Knoten und Maschen: Die Kirchhoff'schen Regeln 164

Ohne Leistung geht es nicht 166

11 Der Wechsel ist beständig: Wechselstromkreise 169

Regelmäßige Änderungen: Wechselströme 169

Sie sind nicht unbedingt ohmsch: Widerstände in Wechselstromkreisen 172

Die Leistung eines Wechselstromkreises 180

Äußerst hilfreich bei der Berechnung von Wechselstromkreisen: Zeigerdiagramme 181

Zum Schwingen braucht man nur eine Spule und einen Kondensator: der Schwingkreis 184

Teil IV: Halbleiter

12 Trotz des Namens vollwertig: Halbleiter 189

In Halbleitern gibt es Elektronen und Löcher 189

Eine detailliertere Beschreibung von Halbleitern 193

Man kann die Leitfähigkeit einstellen: die Dotierung 199

Silizium ist nicht alles: Halbleitermaterialien 203

13 Halbleiterbauelemente haben die Welt verändert 207

Bipolarbauelemente: Der pn-Übergang 207

Schalter und Verstärker zugleich: der Bipolartransistor 213

Feldeffektbauelemente: Der MOS-Kondensator 216

Grundlage jeder Logikschaltung: der Feldeffekttransistor 219

Hier ist Schiebung im Spiel: Charge-Coupled Devices 220

Von Halbleiterbauelementen zur Halbleitertechnologie 222

Teil V: Die Maxwell’schen Gleichungen

14 Sie fassen alles zusammen: die Maxwell’schen Gleichungen 227

Die Grundlagen noch einmal im Überblick 227

Die vier Maxwell'schen Gleichungen 231

Folgerungen aus den Maxwell'schen Gleichungen 236

Glossar 241

Lösungen der Aufgaben 251

Index 275

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