.. _Aufgaben Elektrizität und Magnetismus: .. _Aufgaben zu Elektrizität und Magnetismus: Aufgaben zu Elektrizität und Magnetismus ======================================== .. _Aufgaben Elektrische Ladung: Elektrische Ladung ------------------ Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt :ref:`Elektrische Ladung `. ---- .. _ela01: * (\*) Warum laden sich beim Reiben zweier Körper stets *beide* Körper elektrisch auf? :ref:`Lösung ` ---- .. _Aufgaben Stromstärke, Spannung und Widerstand: Stromstärke, Spannung und Widerstand ------------------------------------ Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt :ref:`Stromstärke, Spannung und Widerstand `. .. rubric:: Ohmsches Gesetz ---- .. _eohm01: * (\*) Die Stromquelle eines Stromkreises stellt eine Spannung von :math:`U = \unit[5,0]{V}` bereit. Welchen Widerstand hat der Stromkreis insgesamt, wenn die Stromstärke :math:`I = \unit[0,2]{A}` beträgt? :ref:`Lösung ` ---- .. _eohm02: * (\*) Der Gesamt-Widerstand in einem Stromkreis beträgt :math:`R = \unit[800]{\Omega}`, die Stromquelle stellt eine Spannung von :math:`U = \unit[12]{V}` bereit. Wie groß ist dabei der Betrag der Stromstärke? :ref:`Lösung ` ---- .. _eohm03: * (\*) Wie groß ist die Stromstärke in einem Stromkreis mit einem Gesamt-Widerstand von :math:`\unit[75]{\Omega }`, wenn eine Spannung von :math:`U=\unit[230]{V}` angelegt wird? :ref:`Lösung ` ---- .. _eohm04: * (\*) Welche Spannung ist nötig, um in einem Stromkreis mit einem Gesamtwiderstand von :math:`R = \unit[50]{\Omega }` eine Stromstärke von :math:`I = \unit[0,3]{A}` zu erreichen? :ref:`Lösung ` ---- .. _eohm05: * (\*) Bei einer Spannung von :math:`U = \unit[230]{V}` beträgt die Stromstärke eines Stromkreises :math:`I = \unit[4,0]{A}`. Wie groß ist der Gesamt-Widerstand des Stromkreises? :ref:`Lösung ` ---- .. rubric:: Spezifischer Widerstand ---- .. _espw01: * (\*) Wie groß ist der elektrische Widerstand eines Kupferdrahts mit einem Radius von :math:`r=\unit[2,0]{mm}` und einer Länge von :math:`l=\unit[10]{m}`? Der spezifische Widerstand von Kupfer beträgt :math:`\rho_{\mathrm{Cu}} = \unit[0,0156]{\Omega \cdot \frac{mm^2}{m} }`. :ref:`Lösung ` ---- .. _espw02: * (\*) Wie groß ist der elektrische Widerstand eines Kupferdrahts mit einem Radius von :math:`r=\unit[8,0]{mm}` und einer Länge von :math:`l=\unit[11,4]{km}`? Der spezifische Widerstand von Kupfer beträgt :math:`\rho_{\mathrm{Cu}} = \unit[0,0156]{\Omega \cdot \frac{mm^2}{m} }`. Welchen Widerstand hätte ein baugleicher Draht aus Aluminium :math:`(\rho_{\mathrm{Al}} = \unit[0,0265]{\Omega \cdot \frac{mm^2}{m}})` oder Edelstahl :math:`(\rho_{\mathrm{Edelstahl}} = \unit[0,720]{\Omega \cdot \frac{mm^2}{m}})`? :ref:`Lösung ` ---- .. _espw03: * (\*) Welchen Durchmesser muss ein Eisendraht mindestens haben, wenn er bei einer Länge von :math:`l=\unit[50]{m}` einen elektrischen Widerstand von weniger als :math:`R = \unit[1,0]{\Omega }` aufweisen soll? Der spezifische Widerstand von Eisen beträgt circa :math:`\rho_{\mathrm{Fe}} = \unit[0,125]{\Omega \cdot \frac{mm^2}{m} }`. :ref:`Lösung ` ---- .. _Aufgaben Elektrische Felder: Elektrische Felder ------------------ Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt :ref:`Elektrische Felder `. ---- .. _efel01: * (\*) Im Blitzgerät einer Foto-Kamera ist ein Kondensator mit einer Kapazität von :math:`C=\unit[220]{\mu F}` als Energiespeicher eingebaut. Wie viel Energie wird beim Auslösen des Blitzes beziehungsweise Entladen des Kondensators freigesätzt, wenn der Kondensator mit einer Ladespannung :math:`U=\unit[6,0]{V}` voll geladen war? :ref:`Lösung ` ---- .. _efel02: * (\*) Ein Strom mit einer konstanten Stärke von :math:`\unit[3]{mA}` fließt durch einen Kondensator mit einer Kapazität von von :math:`\unit[470]{\mu F}`. Welche Spannung hat sich nach 1, 2, 3, 4 beziehungsweise 5 Sekunden aufgebaut? Welche Energiemenge sind zu den jeweiligen Zeitpunkten im Kondensator gespeichert? [#]_ :ref:`Lösung ` ---- .. _Aufgaben Magnetismus: Magnetismus ----------- Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt :ref:`Magnetismus `. ---- .. _emag01: * (\*) Der Nordpol einer Magnetnadel zeigt annähernd zum geographischen Nordpol der Erde. Was folgt daraus für den magnetischen Nord- bzw. Südpol der Erde, wenn man bedenkt, dass sich gleichnamige Pole abstoßen und ungleichnamige Pole anziehen? :ref:`Lösung ` ---- .. _Aufgaben Elektrische Arbeit, Energie und Leistung: Elektrische Arbeit, Energie und Leistung ---------------------------------------- Die folgenden Aufgaben beziehen sich auf den Abschnitt :ref:`Elektrische Arbeit, Energie und Leistung `. ---- .. _eael01: * (\*) Wie groß ist die Stromstärke, die durch eine :math:`\unit[40]{W}`-Glühbirne fließt, die mit :math:`\unit[230]{V}` Spannung betrieben wird? Welche Energiemenge :math:`E` wird dabei bei einer Betriebsdauer von :math:`t = \unit[6,0]{h}` benötigt? Welche Ladungsmenge :math:`Q` fließt in dieser Zeit durch die Glühbirne? Q = I \cdot t :ref:`Lösung ` ---- .. _eael02: * (\**) Eine Glühbirne wird mit einer Leistung von :math:`P=\unit[2,5]{W}` bei einer Spannung von :math:`V=\unit[6,0]{V}` über eine Zeitdauer von :math:`\Delta t = \unit[5,0]{min}` betrieben. Wie viele Elektronen fließen in dieser Zeit durch die Glühbirne? :ref:`Lösung ` ---- .. _eael03: * (\*) Die Leistung eines Wasserkochers ist mit :math:`\unit[1\,800]{W}` angegeben. Wie groß ist die Stromstärke, die sich durch Anlegen einer Spannung von :math:`\unit[230]{V}` ergibt? :ref:`Lösung ` ---- .. _eael04: * (\**) Die an einem elektrischen Heizgerät anliegende Spannung :math:`U` soll um :math:`25\%` erhöht werden. Um wie viel Prozent steigt dadurch die elektrische Leistung des Heizgeräts, wenn der Heizwiderstand :math:`R` als konstant angenommen werden kann? :ref:`Lösung ` ---- .. foo .. only:: html :ref:`Zurück zum Skript ` .. raw:: html
.. only:: html .. rubric:: Anmerkungen: .. [#] Diese Aufgabe stammt aus Clifford Wolfs `Skript `__, Seite 33.