Sicherungsautomat

Sicherungsautomaten werden eingesetzt, um einen Stromkreis bei Überlastung oder Kurzschluss zu unterbrechen. Das Hauptbauteil eines Sicherungsautomaten ist ein Elektromagnet, mit dessen Hilfe die Stromunterbrechung herbeigeführt wird.

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Die Arbeitsweise von Sicherungsautomaten

Sicherungsautomaten werden in mehreren Bauformen hergestellt. Einfache Geräte bestehen hauptsächlich aus einer Magnetspule, einem ferromagnetischen Anker mit Haltestiften, Kontakten und einer Spannfeder. Je nach Stromstärke baut sich ein mehr oder weniger starkes Magnetfeld um die Magnetspule auf. Überschreitet die Stromstärke einen bestimmten Grenzwert, dann ist die Kraft auf den Anker so groß, dass er sehr weit zur Spule gezogen wird und dabei die Haltestifte frei gibt. Die Spannfeder kann nun den elektrischen Kontakt unterbrechen.

Die soeben beschriebene Bauform von Sicherungsautomaten hat gegenüber einfachen Schmelzsicherungen einen wesentlichen Nachteil. Da die Spule sehr schnell auf Stromschwankungen reagiert, wird der Stromkreis auch bei extrem kurzzeitigen Stromüberschreitungen unterbrochen.

Um zu vermeiden, dass Netzschwankungen zur sofortigen Ausschaltung führen, baut man in viele Sicherungsautomaten zusätzlich einen Bimetallstreifen ein, der die Kontakte zusätzlich sichert. Erst wenn die vorgegebene Stromstärke für eine gewisse (natürlich immer noch sehr kurze) Zeit überschritten wird, erwärmt sich der Bimetallstreifen ausreichend und verbiegt sich dadurch so weit, dass auch der zweite Haltestift freigegeben wird. Nun ist der Stromfluss endgültig unterbrochen.

Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Sicherungsautomat." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/sicherungsautomat (Abgerufen: 04. July 2025, 21:07 UTC)

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Elektrische Felder können mithilfe von Feldlinienbildern beschrieben werden. Zur ihrer quantitativen Beschreibung nutzt man die feldbeschreibenden Größen elektrische Feldstärke und dielektrische Verschiebung. Die elektrische Feldstärke E ist definiert als Quotient aus der Kraft F, die das Feld auf einen positiv geladenen Probekörper ausübt, und dessen Ladung Q:
$\vec{E} = \frac{\vec{F}}{Q}$
Die dielektrische Verschiebung D (Verschiebungsdichte) ist ein Maß für die auf einer Fläche im elektrischen Feld durch Influenz hervorgerufenen Ladung:
$D = \frac{Q}{A}$
Beide Größen sind durch die elektrische Feldkonstante und die Permittivitätszahl miteinander verbunden:
$\vec{D} = ε_{0} \cdot ε_{r} \cdot \vec{E}$
Bevorzugt wird mit der elektrischen Feldstärke gearbeitet.

Fernwirkung und Nahwirkung

Ausgehend vom coulombschen Gesetz und vom Gravitationsgesetz lag die Vermutung nahe, dass Kräfte zwischen Körpern durch den Raum übertragen werden, ohne dass ein übertragendes Medium vorhanden ist. Die Kräfte wirken unmittelbar zwischen den Körpern. Man spricht deshalb von der Fernwirkung oder auch von der Fernwirkungstheorie. Sie diente lange Zeit als Arbeitshypothese zur Erklärung der elektrischen, magnetischen und Gravitationswechselwirkungen zwischen Körpern.
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Physikalische Felder im Vergleich

Elektrische Felder, magnetische Felder und Gravitationsfelder sind dadurch gekennzeichnet, dass auf Körper mit bestimmten Eigenschaften, die sich in ihnen befinden, Kräfte ausgeübt werden. Alle drei Arten von Feldern lassen sich mithilfe des Modells Feldlinienbild beschreiben. Für jedes der Felder gibt es feldbeschreibende Größen, die teilweise in analoger Weise definiert sind. Darüber hinaus gibt es zwischen diesen drei Arten von Feldern weitere Gemeinsamkeiten, aber auch deutliche Unterschiede.

Teilchenbeschleuniger

Zur Untersuchung von Elementarteilchen und ihren Wechselwirkungen untereinander sowie mit Stoffen nutzt man Teilchenbeschleuniger unterschiedlicher Bauart. Ziel ist es, Erkenntnisse über die Struktur der Materie im subatomaren Bereich zu gewinnen. Wichtige Arten von Beschleunigern sind Linearbeschleuniger, Zyklotrone, Synchronzyklotrone und Synchrotrone.
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