Elektromagnetisches Feld

Navigationshilfe

Diese Navigationshilfe zeigt die ersten Schritte zur Verwendung der Präsention. Sie kann mit ⟶ (Pfeiltaste rechts) übersprungen werden.

Navigation

Zwischen den Folien und Abschnitten kann man mittels der Pfeiltasten hin- und herspringen, dazu kann man auch die Pfeiltasten am Computer nutzen.

Navigationspfeile für die Präsentation

Weitere Funktionen

Mit ein paar Tastenkürzeln können weitere Funktionen aufgerufen werden. Die wichtigsten sind:

F1
Help / Hilfe
o
Overview / Übersicht aller Folien
s
Speaker View / Referentenansicht
f
Full Screen / Vollbildmodus
b
Break, Black, Pause / Ausblenden der Präsentation
Alt-Click
In die Folie hin- oder herauszoomen

Übersicht

Die Präsentation ist zweidimensional aufgebaut. Dadurch sind in Spalten die einzelnen Abschnitte eines Kapitels und in den Reihen die Folien zu den Abschnitten.

Tippt man ein „o“ ein, bekommt man eine Übersicht über alle Folien des jeweiligen Kapitels. Das hilft sich zunächst einen Überblick zu verschaffen oder sich zu orientieren, wenn man das Gefühlt hat sich „verlaufen“ zu haben. Die Navigation erfolgt über die Pfeiltasten.

Referentenansicht

Referentenansicht

Tippt man ein „s“ ein, bekommt man ein neues Fenster, die Referentenansicht.

Indem man „Layout“ auswählt, kann man zwischen verschieden Anordnungen der Elemente auswählen.

Praxistipps zur Referentenansicht

  • Wenn man mit einem Projektor arbeitet, stellt man im Betriebssystem die Nutzung von 2 Monitoren ein: Die Referentenansicht wird dann zum Beispiel auf dem Laptop angezeigt, während die Teilnehmer die Präsentation angezeigt bekommen.
  • Bei einer Online-Präsentation, wie beispielsweise auf TREFF.darc.de präsentiert man den Browser-Tab und navigiert im „Speaker View“ Fenster.
  • Die Referentenansicht bezieht sich immer auf ein Kapitel. Am Ende des Kapitels muss sie geschlossen werden, um im neuen Kapitel eine neue Referentenansicht zu öffnen.
  • Um mit dem Mauszeiger etwas zu markieren oder den Zoom zu verwenden, muss mit der Maus auf den Bildschirm mit der Präsentation gewechselt werden.

Vollbild

Tippt man ein „f“ ein, wird die aktuelle Folie im Vollbild angezeigt. Mit „Esc“ kann man diesen wieder verlassen.

Das ist insbesondere für den Bildschirm mit der Präsentation für das Publikum praktisch.

Ausblenden

Tippt man ein „b“ ein, wird die Präsentation ausgeblendet.

Sie kann wie folgte wieder eingeblendet werden:

  • Durch klicken in das Fenster.
  • Durch nochmaliges Drücken von „b“.
  • Durch klicken der Schaltfläche „Resume presentation:
Schaltfläche für Resume Presentation

Zoom

Bei gedrückter Alt-Taste und einem Mausklick in der Präsentation wird in diesen Teil hineingezoomt. Das ist praktisch, um Details von Schaltungen hervorzuheben. Durh einen nochmaligen Mausklick zusammen mit Alt wird wieder herausgezoomt.

Das Zoomen funktioniert nur im ausgewählten Fenster. Die Referentenansicht ist hier nicht mit dem Präsenationsansicht gesynct.

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
EB101: Welches Feld stellt sich zwischen zwei parallelen Kondensatorplatten bei Anliegen einer Gleichspannung in Näherung ein?

A: Polarisiertes magnetisches Feld

B: Polarisiertes elektrisches Feld

C: Homogenes elektrisches Feld

D: Homogenes magnetisches Feld

EA103: Welche Einheit wird üblicherweise für die elektrische Feldstärke verwendet?

A: Watt pro Meter (W/m)

B: Ampere pro Meter (A/m)

C: Volt pro Meter (V/m)

D: Henry pro Meter (H/m)

EB102: An einem Plattenkondensator mit 0,6 cm Plattenabstand werden 9 V angelegt. Wie groß ist die elektrische Feldstärke zwischen den beiden Platten näherungsweise?

A: 5,4 V/m

B: 540 V/m

C: 1500 V/m

D: 150 V/m

Wickelkondensator

  • Bei einem Wickelkondensator wird zwischen den beiden Platten als Metallbeläge ein Isolator als Dielektrikum eingebracht
  • Vorteile: platzsparend und größere Plattenfläche möglich
EB103: An den Metallbelägen eines Wickelkondensators mit 0,15 mm starkem Kunststoff-Dielektrikum liegt eine Spannung von 300 V. Wie hoch ist die elektrische Feldstärke zwischen den Metallbelägen ungefähr?

A: 2000 kV/m

B: 200 kV/m

C: 2000 V/m

D: 200 V/m

EB104: Ein Kondensator in einer Senderendstufe hat eine 0,15 mm starke PTFE-Folie als Dielektrikum. Die Durchschlagsfestigkeit von PTFE beträgt ca. 400 kV/cm. Wie groß wäre die maximale Spannung, die an den Kondensator angelegt werden kann, ohne dass die Folie durchschlagen wird?

A: 2,6 kV

B: 60 kV

C: 26 V

D: 6 kV

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
EB105: Wie werden die mit X gekennzeichneten Feldlinien einer Vertikalantenne bezeichnet?

A: Magnetische Feldlinien

B: Elektrische Feldlinien

C: Radiale Feldlinien

D: Horizontale Feldlinien

Magnetisches Feld

Stromdurchflossener Leiter

  • Fließt Strom durch einen Leiter, bilden sich konzentrische, magnetische Felder um den Leiter
EB201: Wenn ein konstanter Gleichstrom durch einen gestreckten Leiter fließt, sind die ...

A: elektrischen Feldlinien konzentrische Kreise um den Leiter.

B: magnetischen Feldlinien konzentrische Kreise um den Leiter.

C: magnetischen Feldlinien sternförmig um den Leiter.

D: elektrischen Feldlinien parallel zu den magnetischen Feldlinien 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
EB202: Welches Feld stellt sich im Inneren einer langen Zylinderspule bei Fließen eines Gleichstroms näherungsweise ein?

A: Homogenes magnetisches Feld

B: Konzentrisches magnetisches Feld

C: Zentriertes magnetisches Feld

D: Homogenes elektrisches Feld

EA104: Welche Einheit wird üblicherweise für die magnetische Feldstärke verwendet?

A: Volt pro Meter (V/m)

B: Watt pro Meter (W/m)

C: Henry pro Meter (H/m)

D: Ampere pro Meter (A/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
EB203: Ein Ringkern hat einen mittleren Durchmesser von 2,6 cm und trägt 6 Windungen Kupferdraht. Wie groß ist die mittlere magnetische Feldstärke im Ringkern, wenn der Strom 2,5 A beträgt?

A: 1,836 A/m

B: 5,769 A/m

C: 5769 A/m

D: 183,6 A/m

EB204: Welcher der nachfolgenden Werkstoffe ist bei Raumtemperatur ein ferromagnetischer Stoff?

A: Chrom

B: Eisen

C: Kupfer

D: Aluminium

Magnetfeld einer Antenne

  • An einer Antenne wirkt das Magnetfeld um den Leiter
  • Hier an einer Vertikalantenne konzentrisch um die Antenne
EB206: Wie werden die mit X gekennzeichneten Feldlinien einer Vertikalantenne bezeichnet?

A: Elektrische Feldlinien

B: Magnetische Feldlinien

C: Vertikale Feldlinien

D: Offene 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
EB301: Wodurch entsteht ein elektromagnetisches Feld beispielsweise?

A: Ein elektromagnetisches Feld entsteht, wenn ein zeitlich veränderlicher Strom durch einen elektrischen Leiter fließt.

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 eine zeitlich konstante Spannung an einem elektrischen Leiter anliegt.

EB302: Wie erfolgt die Ausbreitung einer elektromagnetischen Welle? Die Ausbreitung erfolgt ...

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.

EB303: Der Winkel zwischen den elektrischen und magnetischen Feldkomponenten eines elektromagnetischen Feldes beträgt bei Freiraumausbreitung im Fernfeld ...

A: 360°.

B: 90°.

C: 180°.

D: 45°.

EB304: Welche Aussage trifft auf die elektromagnetische Ausstrahlung im ungestörten Fernfeld zu?

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 und die H-Feldkomponente stehen in einem rechten Winkel zueinander. Die Ausbreitungsrichtung hat keine feste Beziehung dazu.

D: Die E-Feldkomponente, die H-Feldkomponente und die Ausbreitungsrichtung stehen in einem rechten Winkel zueinander.

Fragen?

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