Elektromagnetisches Feld
Elektrisches Feld
Homogenes elektrisches Feld
- In einem Kondensator wird elektrische Energie gespeichert
- Die einfachste Art eines Kondensators ist der Plattenkondensator
- An zwei elektrisch leitenden Platten wird jeweils der Plus- und Minus-Pol angeschlossen
- Zwischen den Platten baut sich ein homogenes elektrisches Feld (E-Feld) auf
- Elektrische Feldstärke: $E = \dfrac{U}{d}$ in $\dfrac{V}{m}$
- Mit $d$ als Abstand der Platten
A: Polarisiertes elektrisches Feld
B: Polarisiertes magnetisches Feld
C: Homogenes magnetisches Feld
D: Homogenes elektrisches Feld
A: Ampere pro Meter (A/m)
B: Watt pro Meter (W/m)
C: Henry pro Meter (H/m)
D: Volt pro Meter (V/m)
A:
B:
C:
D:
Wickelkondensator
- Bei einem Wickelkondensator wird zwischen den beiden Platten als Metallbeläge ein Isolator als Dielektrikum eingebracht
- Vorteile: platzsparend und größere Plattenfläche möglich
A:
B:
C:
D:
A:
B:
C:
D:
Lösungsweg
Der Trick ist hier, dass die Durschlagsfestigkeit die elektrische Feldstärke $E$ ist.
- Gegeben: $d = 0,15mm$ und $E = 400\frac{kV}{cm}$
- Gesucht: $U$
- Lösung:
$E = \frac{U}{d} \Rightarrow U = E\cdot d$
$U = 400\cdot\frac{10^3V}{10^{-2}m}\cdot 0,15\cdot 10^{-3}m$
$U = 6\cdot10^3V = 6kV$
Vertikalantenne
- An einer Antenne entstehen ebenso elektrische Feldlinien
- Die Feldlinien einer Vertikalantenne verlaufen vom „positiven Ende“ zur Erde
A: Elektrische Feldlinien
B: Horizontale Feldlinien
C: Radiale Feldlinien
D: Magnetische Feldlinien
Magnetisches Feld
Stromdurchflossener Leiter
- Fließt Strom durch einen Leiter, bilden sich konzentrische, magnetische Felder um den Leiter
Grafik eines stromdurchflossenen Leiters mit konzentrischen magnetischen Feldlinien kommt noch
A: elektrischen Feldlinien konzentrische Kreise um den Leiter.
B: magnetischen Feldlinien sternförmig um den Leiter.
C: elektrischen Feldlinien parallel zu den magnetischen Feldlinien um den Leiter.
D: magnetischen Feldlinien konzentrische Kreise um den Leiter.
Homogenes magnetisches Feld
- Wird ein stromdurchflossener Leiter zu einer Zylinderspule aufgewickelt, entsteht im inneren ein homogenes magnetisches Feld (H-Feld)
- Eine Spule speichert magnetische Energie
- Einheit: $\dfrac{A}{m}$
A: Homogenes magnetisches Feld
B: Homogenes elektrisches Feld
C: Konzentrisches magnetisches Feld
D: Zentriertes magnetisches Feld
A: Watt pro Meter (W/m)
B: Henry pro Meter (H/m)
C: Ampere pro Meter (A/m)
D: Volt pro Meter (V/m)
Ringkern
- Leiter wird auf einen magnetisch leitenden Ringkern gewickelt, z.B. Eisen
- Vorteile: Platzsparend und stabiler
- Magnetische Feldstärke $H = \dfrac{I\cdot N}{l_m}$ in $\dfrac{A}{m}$
- mit $N$ als Wicklungsanzahl und $l_m$ mittlere Länge des Rings
A:
B:
C:
D:
A: Eisen
B: Chrom
C: Kupfer
D: Aluminium
Magnetfeld einer Antenne
- An einer Antenne wirkt das Magnetfeld um den Leiter
- Hier an einer Vertikalantenne konzentrisch um die Antenne
A: Vertikale Feldlinien
B: Offene Feldlinien
C: Elektrische Feldlinien
D: Magnetische Feldlinien
Elektromagnetisches Feld
- Fließt ein zeitlich veränderlicher Strom durch einen Leiter, z.B. eine Antenne, entsteht sowohl ein elektrisches als auch ein magnetisches Feld
- Dieses wird als elektromagnetisches Feld bezeichnet
- Die beiden Felder stehen in einem 90º-Winkel zueinander
A: Ein elektromagnetisches Feld entsteht, wenn eine zeitlich konstante Spannung an einem elektrischen Leiter anliegt.
B: Ein elektromagnetisches Feld entsteht, wenn ein zeitlich konstanter Strom durch einen elektrischen Leiter fließt.
C: Ein elektromagnetisches Feld entsteht, wenn eine zeitlich konstante Spannung an einem elektrischen Isolator anliegt.
D: Ein elektromagnetisches Feld entsteht, wenn ein zeitlich veränderlicher Strom durch einen elektrischen Leiter fließt.
A: nur über das magnetische Feld. Das elektrische Feld wirkt sich nur im Nahfeld aus.
B: nur über das elektrische Feld. Das magnetische Feld wirkt sich nur im Nahfeld aus.
C: durch eine Wechselwirkung zwischen elektrischem und magnetischem Feld.
D: durch die unabhängige Ausbreitung von elektrischem und magnetischem Feld.
A:
B:
C:
D:
A: Die E-Feldkomponente und die H-Feldkomponente sind phasengleich und sind parallel zueinander. Die Ausbreitungsrichtung verläuft dazu in einem rechten Winkel.
B: Die Ausbreitungsrichtung befindet sich parallel zur E-Feldkomponente und verläuft senkrecht zur H-Feldkomponente.
C: Die E-Feldkomponente, die H-Feldkomponente und die Ausbreitungsrichtung stehen in einem rechten Winkel zueinander.
D: Die E-Feldkomponente und die H-Feldkomponente stehen in einem rechten Winkel zueinander. Die Ausbreitungsrichtung hat keine feste Beziehung dazu.
Polarisation elektromagnetischer Wellen
Horizontale Polarisation
- Die Lage des E-Feldes gibt die Polarisation an
- Breitet sich das E-Feld horizontal aus, wird von horizontaler Polarisation gesprochen
- Ist von Bauform der Antenne abhängig
A: des unmittelbaren Nahfeldes ($\lambda/4$-Bereich) bestimmt.
B: des magnetischen Nordpols (relativ zur Antenne) bestimmt.
C: des elektrischen Feldes (Vektor des E-Feldes) bestimmt.
D: der Ausbreitung (S-Vektor/Poynting-Vektor) bestimmt.
A: Horizontale Polarisation
B: Vertikale Polarisation
C: Rechtszirkulare Polarisation
D: Linkszirkulare Polarisation
A: rechtsdrehend.
B: horizontal.
C: linksdrehend.
D: vertikal.
Vertikale Polarisation
- Die Lage des E-Feldes gibt die Polarisation an
- Breitet sich das E-Feld vertikal aus, wird von vertikaler Polarisation gesprochen
- Ist von Bauform der Antenne abhängig
A: Horizontale Polarisation
B: Vertikale Polarisation
C: Rechtszirkulare Polarisation
D: Linkszirkulare Polarisation
A: horizontal.
B: rechtsdrehend.
C: linksdrehend.
D: vertikal.
Zirkulare Polarisation
- Die Lage des E-Feldes gibt die Polarisation an
- Breitet sich das E-Feld zirkular aus, wird von zirkularer Polarisation gesprochen
- Es ist rechts- und linksdrehend möglich
- Ist von Bauform der Antenne abhängig
A: Vertikale Polarisation
B: Zirkulare Polarisation
C: Diagonale Polarisation
D: Horizontale Polarisation