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* 04.04.1871 Rio de Janeiro
† 15.02.1944 Berlin
Er war ein deutscher Physiker, der sich mit Problemen der Elektronik und der Strahlungsforschung beschäftigte. Bekannt wurde er vor allem durch eine Steuerungseinrichtung für Elektronenstrahlröhren, den nach ihm benannten Wehneltzylinder.

Als Wehneltzylinder bezeichnet man ein von dem deutschen Physiker ARTHUR WEHNELT (1871-1944) entwickeltes Bauteil, mit dessen Hilfe man die Elektronen in einer Vakuumröhre zu einem feinen Strahl bündeln kann. Dabei nutzt man die auf Ladungsträger wirkenden Kräfte in einem elektrischen Feld.

Alle Ladungsträger, die beschleunigt oder abgebremst werden, senden elektromagnetische Felder aus, die sich im Raum ausbreiten. Dabei ändern sich die Stärken des elektrischen und magnetischen Feldes sowohl räumlich als auch zeitlich periodisch und besitzen daher die Eigenschaften von Wellen. Man bezeichnet sie als elektromagnetische Wellen.

Der elektrische Widerstand eines Bauelementes oder Gerätes gibt an, welche Spannung für einen elektrischen Strom der Stärke 1 A erforderlich ist. Er wird in der Einheit Ohm ($1\Omega$) gemessen.
Befinden sich in einem Stromkreis mit einer elektrischen Quelle mehrere Bauelemente (Widerstände, Glühlampen, Spulen, ...), so können diese in Reihe oder parallel zueinander geschaltet sein. Der Gesamtwiderstand der Schaltung hängt von der Art der Schaltung und vom elektrischen Widerstand der betreffenden Bauelemente ab.

Der elektrische Widerstand eines Bauteils gibt an, wie stark der elektrische Strom in ihm behindert wird.

Definiert ist der elektrische Widerstand als der Quotient aus elektrischer Spannung und elektrischer Stromstärke:

$\begin{array}{l}R=\frac{U}{I}\\ U\text{ Spannung am Bauteil}\\ I\text{ Stromstärke durch das Bauteil }\end{array}$

Diese Gleichung wird auch als ohmsches Gesetz bezeichnet.

In jeder Spule wird aufgrund der Selbstinduktion eine Spannung induziert, die nach dem lenzschen Gesetz der Ursache ihrer Entstehung - also dem Stromfluss durch die Spule - entgegen wirkt. Dadurch erfolgt eine Verringerung der Stromstärke. Somit besitzt jede Spule neben dem ohmschen Widerstand ihrer Wicklungen einen zusätzlichen Widerstand, der durch ihre Induktivität zustande kommt. Man nennt diesen Widerstand induktiven Widerstand.

Ein Kondensator setzt dem Stromfluss aufgrund seiner begrenzten Kapazität immer einen Widerstand entgegen. Dieser Widerstand wird kapazitiver Widerstand genannt.

Widerstände, deren elektrischer Widerstand im Gleichstromkreis genauso groß ist wie im Wechselstromkreis, nennt man ohmsche Widerstände. Bei ihnen verlaufen im Unterschied zu induktiven und kapazitiven Widerständen Spannung und Stromstärke zeitlich gleich. Bei Stromfluss wird elektrische Energie in thermische Energie umgewandelt.

Im Widerstandsgesetz sind die Zusammenhänge zwischen dem Aufbau eines metallischen Leiters und seinem elektrischen Widerstand erfasst.
Der elektrische Widerstand metallischer Leiter kann mithilfe des Widerstandsgesetzes folgendermaßen berechnet werden:

$\begin{array}{l}R=\rho \cdot \frac{l}{A}\\ \rho \text{ spezifischer elektrischer Widerstand}\\ l\text{ Länge des Leiters}\\ A\text{ Querschnittsfläche des Leiters}\end{array}$

Widerstandsmesser, auch Ohmmeter genannt, sind Messgeräte, mit denen man den elektrischen Widerstand eines elektrischen Bauteils messen kann. Es gibt sie in unterschiedlichen Bauformen. Genutzt werden bei Widerstandsmessern verschiedener Bauart Wirkungen des elektrischen Stromes.

In Widerstandsthermometern nutzt man die Abhängigkeit des ohmschen Widerstandes von der Temperatur. Mit der Veränderung dieses Widerstandes geht eine Erhöhung oder Verringerung der fließenden Stromstärke bzw. der am Bauelement abfallenden Spannung einher. Beide Größen können gemessen werden und dienen nach entsprechender Eichung zur Angabe von entsprechenden Temperaturwerten.

Bewegt sich ein elektrisch leitender Gegenstand in einem Magnetfeld, dann werden in ihm Wirbelströme induziert. Diese Wirbelströme kann man zur Bremsung oder Dämpfung einer Bewegung nutzen. Das Verfahren wird häufig eingesetzt, wenn man eine direkte mechanische Belastung von Bauteilen vermeiden will.

Wenn sich ein elektrisch leitender Gegenstand in einem Magnetfeld bewegt oder von einem zeitlich veränderlichen Magnetfeld umschlossen ist, dann werden in ihm Ströme induziert. Handelt es sich bei dem Leiter um einen langen Draht oder eine Spule, dann ist die Richtung des induzierten Stromes eindeutig vorgegeben. In räumlichen oder flächenhaften Metallstücken unterliegt die Stromrichtung turbulenten Veränderungen. Diese nicht gerichteten Ströme bezeichnet man als Wirbelströme.

Der menschliche Körper leitet den elektrischen Strom. Sehr kleine Ströme sind unschädlich und werden z. B. in der Medizin genutzt. Größere Ströme können aber zu Verletzungen und sogar zum Tod führen. Deshalb muss sich der Mensch grundsätzlich vor den für ihn gefährlichen Wirkungen des elektrischen Stromes schützen.

Elektrische Leitungsvorgänge treten nicht nur in Metallen auf, sondern auch in Flüssigkeiten, Gasen, im Vakuum und in Halbleitern. In der modernen Elektronik werden vor allem Halbleiterbauelemente wie Dioden und Transistoren genutzt. Im Physikunterricht werden dazu ausgewählte physikalische  Grundlagen vermittelt. Das ist auch der Inhalt des Tests zu elektrischen Leitungsvorgängen.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Elektrische Leitungsvorgänge".

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Zu den grundlegenden Größen der Elektrizitätslehre gehören die Ladung, die Stromstärke, die Spannung und der Widerstand. Bauelemente können in Reihe oder parallel zueinander geschaltet werden. Dafür gelten die entsprechenden Gesetze für Stromstärke, Spannung und Widerstand. Im Test geht es um diese grundlegenden Größen und Zusammenhänge.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Elektrische Stromkreise".

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Elektrische und magnetische Felder existieren nicht nur in der Technik, sondern auch in der Natur. Beispiele dafür sind das magnetische Feld der Erde oder elektrische Felder zwischen Wolken oder zwischen einer Wolke und der Erde, die zu einem Blitz führen können.

Eine wichtige physikalische Grundlage für die gesamte Elektrotechnik ist die elektromagnetische Induktion. Sie wird bei Generatoren und bei Transformatoren genutzt. Mit dem Test wird grundlegendes Wissen aus dem genannten Themenbereich überprüft.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Elektrische und magnetische Felder".

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Elektromagnetische Schwingungen und Wellen werden heute in vielen Bereichen der Technik genutzt, beispielsweise bei Handys, beim GPS, bei Radio und Fernsehen. Mit dem Test kannst du prüfen, inwieweit du wichtige physikalische Grundlagen der modernen Technik beherrschst.

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Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Elektromagnetische Schwingungen und Wellen".

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In allen Ottomotoren wird das Benzin-Luft-Gemisch durch einen elektrischen Funken entzündet. Dieser Funken entsteht durch einen Spannungsüberschlag zwischen den Elektroden einer Zündkerze. Der dazu erforderliche Spannungsstoß wird in einer Zündspule durch Induktion erzeugt.

* 23. 1. 1840 Eisenach
† 14. 1. 1905 Jena
Er war ein deutscher Physiker, Professor in Jena und Direktor der dortigen Sternwarte. Zusammen mit CARL ZEISS begründete er die Theorie des Mikroskops und schuf weitere theoretische Grundlagen für optische Geräte. ABBE gilt als Begründer der wissenschaftlich-optischen Industrie.

Bei der Abbildung von Gegenständen durch Linsen weisen die Bilder bisweilen Unschärfen, Farbsäume oder andere Mängel auf. Diese Bildmängel bezeichnet man als Abbildungsfehler oder als Linsenfehler. Die Ursachen für die Abbildungsfehler liegen im Wesentlichen darin, dass die Abbildungsgleichung nur für dünne und sehr flache Linsen sowie für achsennahe Strahlen gilt. Bei Linsen, die in der Praxis verwendet werden, treten Abweichungen von dieser Linsengleichung und damit auch Abbildungsfehler auf. Die wichtigsten Abbildungsfehler sind die sphärische und die chromatische Aberration, die Bildfeldwölbung, der Astigmatismus und die Koma.

Der Zusammenhang zwischen der Brennweite, der Gegenstandsweite und der Bildweite bei Linsen wird durch die Abbildungsgleichung erfasst.
Der Zusammenhang zwischen Gegenstandsgröße, Bildgröße, Gegenstandsweite und Bildweite wird durch die Gleichung für den Abbildungsmaßstab beschrieben.
Mithilfe beider Gleichungen ist es möglich, unterschiedliche Größe zu berechnen.

Das menschliche Auge ist ein kompliziertes Organ mit einem Linsensystem. Durch dieses Linsensystem entstehen Bilder von Gegenständen auf der Netzhaut, die im Gehirn verarbeitet werden. Das Auge verfügt über Möglichkeiten,

• Gegenstände in unterschiedlicher Entfernung scharf zu sehen,
• sich Helligkeitsschwankungen anzupassen,
• Farben wahrzunehmen.

Unter der Beugung von Licht versteht man die Erscheinung, dass sich Licht hinter schmalen Spalten, kleinen Hindernissen und Kanten auch in die Schattenräume hinein ausbreitet. Beugung ist eine wellentypische Erscheinung. Erklärt werden kann die Beugung mithilfe des huygensschen Prinzips.

Durch Sammellinsen kann man von Gegenständen Bilder erzeugen. In Abhängigkeit von der Entfernung des Gegenstandes von der Linse sowie von ihrer Brennweite entstehen unterschiedliche Arten von Bildern.