Elektrik

Elektrik: Teilgebiet der Physik, das sich mit allen elektrischen Vorgängen befasst; oft auch im Sinne von Elektrodynamik gebraucht.

Elektrische Feldstärke: vektorielle Größe E, die neben der elektrischen Flussdichte D zur Beschreibung des elektrischen Feldes dient; wird gemessen durch die Kraft F, die das Feld in einem bestimmten Punkt auf eine dort befindliche genügend kleine «Probeladung» Q ausübt: E = F/Q. SI-Einheit V/m. Siehe auch Dielektrizitätskonstante, elektrische Polarisation,

Elektrische Festigkeit, Durchschlagfestigkeit: die Widerstandsfähigkeit der Isolierstoffe gegen Durchschlag, der bei Überschreiten der Durchschlagfeldstärke auftritt. Die elektrische Festigkeit wird als Spannungsfestigkeit aus Durchschlagspannung, Elektrodenform und -abstand berechnet,

Elektrische Flussdichte, Verschiebungsflussdichte, Verschiebungsdichte, elektrische Verschiebung, vektorielle Größe D, die neben der elektrischen Feldstärke E zur Beschreibung des elektrischen Feldes dient; wird gemessen durch die auf der Oberfläche eines Leiters influenzierte Ladung. SI-Einheit C/m2. Siehe auch Dielektrizitätskonstante, elektrische Polarisation,

Elektrische Heizung: Umwandlung von elektrische in Wärmeenergie zur Temperaturerhöhung in Räumen mit Hilfe von Heizleitern, Heizkörpern, Luftheizgeräten, Nachtspeicheröfen, Wärmepumpen unter anderem Vorteile der elektrischen Heizung sind Sauberkeit, gute Stell- und Regelbarkeit sowie geringer Bedienungsaufwand. Wegen hoher Energiekosten und des zu hohen -Verbrauchs wird meist nur elektrische Zusatz-, Teil- oder Punktheizung (zum Beispiel Arbeitsplatzbeheizung in Hallen) angewendet, elektrische Installation Elektroinstallation,

Elektrische Kapazität: Quotient C aus der Ladung Q eines Kondensators und der an seinen Klemmen herrschenden Spannung £/; SI-Einheit Farad (F). Die elektrische Kapazität hängt von den geometrischen Größen des Kondensators und der relativen Dielektrizitätskonstante des Stoffes zwischen seinen Elektroden ab. Bei Parallelschaltung von n gleichen Kondensatoren steigt die elektrische Kapazität auf das n-fache, bei Reihenschaltung sinkt sie auf den n-ten Teil.

Elektrische Ladung, Elektrizitätsmenge: physikalische Größe, die den elektrischen Zustand eines Körpers charakterisiert; Zeichen Q, SI-Einheit Coulomb (C). Für die elektrische Ladung gilt ein Erhaltungssatz; sie setzt sich aus kleinsten unteilbaren Elementarladungen zusammen. Positive elektrische Ladung eines Körpers entspricht Elektronenmangel, negative Elektronenüberschuss. Elektrische Ladung sind die Quellen des elektrischen Feldes. Von einem Gleichstrom mit der elektrischen Stromstärke I wird während der Zeit t die elektrische Ladung Q = It transportiert. Der Quotient aus elektrischer Ladung und Masse eines Elementarteilchens oder Ions heißt spezifische Ladung. Siehe auch Elektrizität, Coulombsches Gesetz, Ladung 2.

Elektrische Leitfähigkeit: Proportionalitätsfaktor x zwischen der Stromdichte und der elektrischen Feldstärke E im Ohmschen Gesetz = xE\ SI-Einheit Siemens je Meter (S/m). Die elektrische Leitfähigkeit ist eine Materialkonstante. Sie nimmt mit steigender Temperatur bei Metallen im Allgemeinen ab, bei Halbleitern zu (siehe auch Heißleiter). Bei einigen Legierungen (Konstantan, Manganin) ist die elektrische Leitfähigkeit in einem größeren Intervall nahezu temperaturunabhängig. Der Kehrwert der elektrischen Leitfähigkeit ist der spezifische Widerstand (elektrischer Widerstand).

Elektrische Maschinen: Maschinen, deren Wirkungsweise maßgeblich durch die elektrische Energie bestimmt wird. Rotierende elektrische Maschinen sind elektromagnetische beziehungsweise -mechanischer Energiewandler und werden nach Energierichtung als (elektrische) Generatoren und (Elekto-) Motoren bezeichnet. Ruhende elektrische Maschinen sind Transformatoren zur Veränderung der Spannungshöhe bei gleichbleibender Frequenz. Nach Stromart werden Gleich-, Wechsel- und Drehstrommaschinen, nach Schaltung, Betriebs- und Drehzahlverhalten Neben- und Reihenschluss sowie Synchron- und Asynchronmaschinen unterschieden. Elektrische Maschinen im Leistungsbereich bis 10 W werden als elektrische Kleinstmaschinen, bis etwa 1kW als elektrische Kleinmaschinen und im Leistungsbereich von 100 kW als elektrische Mittelmaschinen bezeichnet. Mit steigendem Bedarf wird auch für elektrische Mittelmaschinen eine Serienherstellung der Bauteile erforderlich, so dass Baukastensysteme entwickelt wurden. Elektr. Großmaschinen über 1 MW Leistung werden als Antriebsmotoren in der Grundstoffindustrie und als Synchrongeneratoren bis zu Leistungen über 1000 MW zur Elektroenergieerzeugung eingesetzt.

Elektrische Organe: am Rumpf oder Schwanz verschiedener Fische (Zitteraal, Zitterrochen, Zitterwels) vorkommende, aus quergestreifter Muskulatur hervorgegangene Organe, die aus hintereinander geschalteten und durch gallertiges Bindegewebe getrennten Platten (elektrische Einheiten) bestehen. Ausgeteilte elektrische Schläge (bis 700 V) sollen die Beute lähmen, dienen aber wahrscheinlich auch der Orientierung und der Kontaktaufnahme mit Artgenossen.

Elektrische Polarisation: Quotient aus der Summe der elektrischen Dipolmomente und dem Volumen eines Körpers; entsteht, wenn man ein Dielektrikum in ein elektrisches Feld bringt; Zeichen P, SI-Einheit C/m2. Die elektrische Polarisation hängt mit der elektrischen Flussdichte D und der elektrischen Feldstärke E über die Gleichung D = e0E + P zusammen, gibt also den vom Dielektrikum herrührenden Beitrag zu D an (elektrische Feldkonstante). Ursache der elektrischen Polarisation ist die Verschiebbarkeit atomarer Bausteine (Verschiebungspolarisation in Form der Ionen- oder Elektronenpolarisation) und die Ausrichtung polarer Moleküle durch ein elektrisches Feld (Orientierungspolarisation). In Ferroelektrika (Ferroelektrizität) entsteht bei tiefen Temperaturen infolge spezieller Kristallstrukturen auch ohne äußeres elektrisches Feld eine spontane elektrische Polarisation.

Elektrischer Antrieb, elektromotorischer Antrieb: mechanischer Antrieb von Maschinen und Geräten durch Elektromotoren. Neben Elektromotor und Arbeitsmaschine oder -mechanismus sowie Kupplung und Getriebe gehören zum elektrischen Antrieb alle Geräte zum Messen, Steuern und Regeln, Ein- und Ausschalten sowie zum Schutz gegen Störungen und Überlastung. Unterschieden werden Sammelantrieb (veraltet), Gruppenantrieb (veraltet), Einzelantrieb (ein Motor für jede Maschine) und Mehrmotorenantrieb (ein Motor für jede mechanische Bewegung einer Maschine). Eine optimale Anpassung der Elemente des elektrischen Antriebs zueinander ist Aufgabe der elektrischen Antriebstechnik.

Elektrischer Leitwert: reziproker Wert des elektrischen Widerstandes; Zeichen G, SI-Einheit Siemens (S).

Elektrischer Strom: Bewegung elektrischer Ladungsträger (Elektronen, positive und negative Ionen) in metallischen Leitern, Halbleitern, Flüssigkeiten (Elektrolyten) und Gasen. Die konventionelle, willkürlich festgelegte Stromrichtung verläuft vom positiven (Plus-) zum negativen (Minus-) Pol, entgegengesetzt zum Elektronenstrom,

Elektrischer Stuhl: ab 1890 in einigen Staaten der USA benutzter Apparat zur Vollstreckung der Todesstrafe mit Starkstrom.

Elektrischer Widerstand: Quotient aus der an einem Leiter liegenden elektrische Spannung und der elektrischen Stromstärke (siehe auch Ohmsches Gesetz); Zeichen R, SI-Einheit Ohm (ß). Der elektrische Widerstand R = gl/A eines Drahtes wächst mit der Länge l und ist umgekehrt proportional zum Querschnitt A; die Materialkonstante p ist der spezifische Widerstand, der Kehrwert der elektrischen Leitfähigkeit. In einem Stromkreis unterscheidet man zwischen dem äußeren (Belastungs-) Widerstand und dem inneren Widerstand der Spannungsquelle; wegen des an letzterem auftretenden Spannungsabfalles ist bei Stromentnahme die Klemmenspannung stets niedriger als die Urspannung. Siehe auch Wechselstrom.

Elektrisches Feld: physikalisches Objekt, das im leeren oder stofferfüllten Raum auftritt und von ruhenden (elektrostatisches Feld) oder von bewegten elektrischen Ladungen und zeitlich verändert, magnetischen Feldern (elektromagnetisches Feld) erzeugt wird; gekennzeichnet durch die elektrische Feldstärke und die elektrische Flussdichte. Siehe auch Feld.

Elektrisches Lichtbad, Lichtkasten, Lichtbügel: milde Durchwärmung des Körpers beziehungsweise einzelner Körperteile für die Dauer von 10 bis 30 Minuten mit Hilfe glühlampenbestückter Holzkästen unterschiedlicher Größe (Voll- oder Teilbad); Anwendung zum Beispiel bei chronischen Entzündungen,

Elektrische Spannung, Potentialdifferenz: Quotient U aus der Arbeit W, die zum Verschieben einer elektrischen Ladung Q im elektrischen Feld von einem Punkt zu einem anderen erforderlich ist, und dieser Ladung; U W/Q\ SI-Einheit Volt (V). Die elektrische Spannung ist die Ursache für den Stromfluss in einem Stromkreis (siehe auch Stromquelle). Die auf einem geschlossenen Weg (zum Beispiel Leiterschleife, Windung) induzierte elektrische Spannung heißt Umlaufspannung U0 und die elektrische Spannung zwischen den Klemmen eines Verbrauchers Spannungsabfall (Klemmenspannung) U. Nach Spannungsart unterscheidet man Gleich- und Wechselspannung. Gleichspannung entsteht bei galvanischen Elementen unter anderem. In der Energieversorgung werden Wechselspannungen überwiegend durch Drehstrom-Synchrongeneratoren erzeugt. Weicht die elektrische Spannung um mehr als 3 bis 4 % von der Nennspannung ab (die tatsächlich auftretende elektrische Spannung heißt Betriebsspannung), wird sie Unter- oder Überspannung genannt.

Elektrische Stromstärke: Quotient aus der durch einen Leiterquerschnitt fließenden elektrische Ladung und zugehöriger Zeit; Zeichen, SI-Einheit Ampere (A).

Elektrische Uhr: jede Uhr, die durch elektrische Energie betrieben, weitergeschaltet oder aufgezogen wird. Als Energiequelle werden Primärelemente beziehungsweise Akkumulatoren eingesetzt, oder es wird Strom des Lichtnetzes verwendet. Der elektrische Antrieb bei Einzeluhren wirkt direkt über den Unruhmotor oder indirekt bei Uhren mit Magnetanker- beziehungsweise Motoraufzug; siehe auch elektronische Uhr.

Elektrisiermaschine: Gerät zur Erzeugung geringer elektrischer Ladungen bei hoher Spannung (bis zu 10s V). Es gibt Reibungselektrisiermaschine und Influenzmaschinen, sie sind nur noch von historischem Interesse. Ähnlich funktionieren Bandgeneratoren.

Elektrisierung: 1. elektrische Beeinflussung eines Körpers.

2. Quotient aus elektrischer Polarisation und elektrischer Feldkonstante; Zeichen SI-Einheit V/m.

Elektrizität: Gesamtheit der Erscheinungen, die auf elektrischen Ladungen und den von ihnen ausgehenden Feldern beruhen. Es gibt positive und negative Elektrizitätsmengen oder elektrische Ladungen, die sich gegenseitig in ihrer Wirkung aufheben. Die Elektrizität ist an Elementarteilchen als materielle Träger gebunden. Die kleinste elektrische Ladung ist die Elementarladung, wovon zum Beispiel das Elektron eine negative, Proton und Positron hingegen eine positive tragen. zwischen geladenen Körpern wirkt eine Kraft, die nach dem Coulombschen Gesetz berechnet wird.

Ein Maß für den Ladungsunterschied zweier Körper ist die zwischen ihnen bestehende elektrische Spannung. Werden sie durch einen elektrischen Leiter verbunden, so fließt ein Strom, der im Festkörper vorwiegend durch Elektronen, in Elektrolyten durch Ionen, in Gasen (siehe auch Plasma) durch Elektronen und Ionen getragen wird. Um die Spannung und damit den Strom aufrechtzuerhalten, müssen von einer Stromquelle dauernd elektrische Ladungen nachgeliefert werden. Sie können erzeugt werden durch Reibung (Reibungselektrizität), Influenz, elektrochemische Vorgänge (Akkumulator), Induktion (Generator), thermoelektrische Effekte (Thermo-, Pyroelektrizität), den lichtelektrischen Effekt und durch mechanische Deformation piezoelektrische Kristalle (Piezoelektrizität). Siehe auch Ferroelektrizität.

Elektrizitätsversorgung, Elektroenergieversorgung: Sammelbezeichnung für Erzeugung, Transport (Fortleitung und Verteilung) sowie Abrechnung von Elektroenergie; im engeren Sinne Bau und Betrieb der Kraft- und Umspannwerke sowie der Verbund- und Verteilernetze. Von den Kraftwerken wird fast ausschließlich Drehstrom erzeugt und zur Minderung der Übertragungsverluste bei großen Entfernungen mit Hilfe von Transformatoren auf Übertragungsspannungen von 400 bis 750 kV umgespannt. Bei sehr hohen Spannungen wird auch Hochspannungsgleichstromübertragung angewendet. In Hauptumspannwerken wird auf 220 oder 110 kV und in Umspannwerken nahe den Industrieanlagen und Wohngebieten auf die Verteilungsspannungen von 60 bis 10 kV, in Ortsnetzumspannstationen auf 220/380 V transformiert. Durch Ring- und Verbundnetze wird eine höhere Betriebssicherheit gewährleistet. Verlustarme Energiewege zu den Verbrauchern werden vom Lastverteiler oder auch mit Prozessrechnern ermittelt.

Elektroakustik: Teilgebiet der Informationstechnik, das die Umwandlung akustischer Schwingungen in elektrische und umgekehrt behandelt sowie die Technik der Erzeugung, Aufnahme, Übertragung, Aufzeichnung und Wiedergabe von Schallereignissen einschließlich der gerätetechnischen Voraussetzungen umfasst.