Physik compact, Basiswissen 7, Schulbuch

125 Lösungen 83.4 Fernseher, Kassettenrekorder, Netzgeräte ... 84.4 Wechselstrom ist transformierbar. Elektrische Energie lässt sich damit über weite Strecken transportieren. 84.5 Der Kern besteht aus vielen dünnen, vonein- ander isolierten, weichmagnetischen Eisen- blechen. 84.6 Weicheisen ist ein Ferromagnetikum mit ge- ringem Restmagnetismus. Durch einen ge- schlossenen Eisenkern wird praktisch der ge- samte magnetische Fluss durch beide Spulen geführt. 84.7 Bei der andauernden Ummagnetisierung des Kerns entsteht Wärme. Es gibt keinen idealen unbelasteten Transformator. 85.2 Schweißtransformator Lösungen zu Kapitel 17 88.1 Der spezifischeWiderstand steigt mit der Tem- peratur. 88.2 ≈ 10 3 bis 10 11 88.3 ≈ 10 8 bis 10 20 89.3 Außenelektronen (Valenzelektronen): Si 4, As 5, B 3 90.1 Enthält 1 mm 3 rund 10 20 Atome, dann sind 1 Millionstel davon Fremdatome, das sind im- merhin noch 10 14 Fremdatome! 91.2 Eine Diode leitet, wenn die Kathode gegen­ über der Anode negativ ist. Andernfalls sperrt die Diode. 92.1 Batterien, Akkus, Gleichspannungsquellen 92.2 Der Wechselstrommuss in Gleichstrom umge­ wandelt werden. 92.3 Elektronische Geräte, Spielzeugmotoren 93.2 Es wird jede Halbwelle des Wechselstromes für den Gleichstromkreis verwendet. Die Leistungsüberragung ist dadurch besser. Die Wechselspannungsquelle wird gleichmäßig belastet (weniger„Netzverschmutzung“). 95.1 Zener-Diode (nach einem amerikanischen Physiker benannt): Wird bei einer bestimmten Spannung sprunghaft leitend; Anwendung zB zur Spannungsstabilisierung. MOS-FET (Metal Oxid Semiconductor Field Ef- fect Transistor): In MOS-Technik hergestellter Transistor. In dieser Technologie werden ganze Schaltungen durch wiederholtes Aufdampfen und Eindiffundieren (n- und p-Leiter) erzeugt. Thyristor: Besteht aus vier Halbleiterschich- ten (zB pnpn-Abfolge) und besitzt somit zwei Steueranschlüsse; Anwendung zB in der Leis­ tungselektronik (Stromrichter). Lösungen zu Kapitel 18 96.2 Glättung von pulsierendem Gleichstrom; Elek- tronenblitzgeräte (beim Einschalten macht sich das Laden des Kondensators durch ein surrendes Geräusch bemerkbar. Ist der Kon- densator ganz geladen, wird dies üblicherwei- se mit einem Kontrolllämpchen angezeigt. Die gespeicherte Energie wird in kurzer Zeit durch Entladung abgegeben und ein heller Lichtblitz ausgesendet – t ≈ 10 –3 s). 96.4 Zündspule beim Benzinmotor (durch Selbst- induktion entsteht beim Zusammenbruch des Magnetfeldes in der Zündanlage der Zündfun- ken) 98.1 ~ · C = 1/ ( ~ ∙ L) |· ~ / C & ~ 2 = 1/ (L ∙ C) & ~ = √1/(L ∙ C) 98.2 f = ~ /(2 ∙ r ) & f =1/(2 ∙ r ) ·√1/ (L ∙ C) 98.3 f = 1/(2 ∙ r ) ·√1/(2 ∙ 10 –9 · 1) Hz ≈ 3,6 · 10 3 Hz 98.4 Im Federpendel wechselt die Energie von der potenziellen Energie zur kinetischen Energie und umgekehrt, im elektrischen Schwingkreis wechselt die Energie zwischen elektrischer und magnetischer Energie. 98.5 Nach dem britischen Physiker William Thom- son, später Lord Kelvin. 98.6 Angeregte Schwingungen: Spielen eines Mu- sikinstruments, Schaukeln auf einer Kinder- schaukel, Wippen auf einem Trampolin, … 98.7 Die Induktivität kann leicht durch Verändern des Eisenjochs am U-Kern verändert werden (Abziehen des Jochs – Vorsicht: Selbstindukti- on). Die Kapazität lässt sich durch Parallel- oder Serienschalten von weiteren Kondensatoren (oder einem Drehkondensator) ändern. 99.1 Die Frequenz erhöht sich. 99.2 1/ r 2 – d. h. schnellere Abnahme mit der Entfer- nung 99.3 DieGesamtintensität einer auslaufendenKugel- welle (Oberfläche = 4 · r · r 2 ) bleibt für (const/ r ) 2 konstant: (const/ r 2 ) · 4 · r · r 2 = const‘. (Für ein elektrostatisches Feld const/ r 2 würde sie wie (const/ r 2 ) 2 · 4 · r · r 2 ~ 1/ r 2 verschwinden!) 99.4 Normal zur Beschleunigungsrichtung ( H = 90° & sin H = 1) 102.1 Aufgabe eines Empfängers von amplituden- modulierten elektromagnetischen Wellen ist es, den Niederfrequenzanteil der Schwankung der Amplitude der Trägerwelle zu verstärken. Dazu wird im einfachsten Fall der empfange- ne hochfrequente Wechselstrom mit einer Di- ode „gleichgerichtet“. Damit erhält man einen „pulsierenden Gleichstrom“, der der positiven Halbwelle der Abb. 102.1 entspricht. Die Strom- schwankungen werden verstärkt, wobei durch Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv