Vorbemerkung:
Diese Themen werden im Modul „Elektrische Maschinen" ausführlich behandelt. Die folgende Darstellung fasst in knapper Form nur das zusammen, was für die Berechnung von Netzwerken für Wechselstrom unbedingt nötig ist.

4.1 Kapazitäten, Kondensatoren

Für die dargestellte Anordnung zweier voneinander elektrisch isolierter Körper, die ideal mit einer Stromquelle verbunden sind, gilt aus der Definition der Stromstärke (Kapitel 2.2)

(1)

Der Strom führt also auf und zu einer Ladungsansammlung (sei für )

Aus den Überlegungen in Kapitel 2.1 folgt eine Proportionalität zwischen der angesammelten Ladung und der Spannung:

(2)

wird als Kapazität der Anordnung bezeichnet und wird mit der Einheit Farad () angegeben

Kapazitäten können also Ladungen speichern. Dafür werden technisch hergestellte Kapazitäten Kondensatoren genannt. Diese bestehen meistens aus zwei dünnen Metallfolien, die durch Kunststofffolien oder Oxid-Schichten voneinander isoliert sind und dann zu einem zylindrischen Körper aufgerollt werden.

Das Schaltsymbol erinnert an die beiden isolierten Körper. Aus Gleichung (4.1) und (4.2) folgt der weiterhin wichtige Zusammenhang:

(3)

(4)

Aus Gleichung (4.4) folgt, dass die Spannung stetig sein muss („nicht springen darf"), anderenfalls wäre ein unendlich großer Strom für den Spannungssprung erforderlich.

4.2 Induktivitäten, Spulen

Jeder Strom erzeugt ein magnetisches Feld, z. B. in der dargestellten Spule. Die „Stärke des magnetisches Feldes" (hier bewusst unscharf ausgedrückt! wird nur für die nächsten Gleichungen benötigt) ist proportional zu .

(5)

wird Selbstinduktivität genannt und in der Einheit Henry () angegeben, was mit Gleichung weiter unten ergibt:

Für eine Induktivität wird das oben dargestellte Symbol benutzt. Man hat herausgefunden, dass nicht nur ein Strom ein Magnetfeld erzeugt, sondern umgekehrt ein Magnetfeld auch eine Spannung und bei einem geschlossenen Stromkreis auch einen Strom erzeugen (induzieren) kann. Allerdings erzeugt nicht die reine Anwesenheit eines Feldes die Spannung, sondern das Feld muss seine Stärke ändern. Man hat eine Proportionalität der Spannung von der Änderungsgeschwindigkeit festgestellt:

(6)

Aus Gleichung (4.5) und (4.6) resultiert der für alles Weitere wichtige Zusammenhang:

(7)

(8)

Aus Gleichung (4.7) folgt, dass der Strom stetig sein muss. Ein Stromsprung würde eine unendlich hohe Spannung erzeugen bzw. benötigen.

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