d - Allgemeine und theoretische Elektrotechnik

Leistungsdichte im Strömungsfeld I
Ladungstransport im Leiter
(1) Vom elektrischen Feld verrichtete Arbeit:
1 = + d
du J +
2 =
+
p = dP
dV = E J
l
di
n
+
+
di
dA
E
d l
Vom E-Feld
abgegebene
Leistungsdichte
W 12 =
( 2)
() 1
Fd l = Q
( 2)
() 1
Ed l = Qu12 P 12 = dW 12
dt = u 12 dQ
dt = u 12 i
du = 1 2 = +d = Ed l = E ndl
di = J ndA
Feld leistet Arbeit, d.h.
positive Ladungsträger
werden angetrieben.
dP = dudi = E ndl J ndA=
= E J dldA = E J dV
Leistungsdichte im Strömungsfeld II
Ladungstransport im Leiter
(2) Verlustleistung:
u
J
i
i
(3) Das Joulesche
Gesetz:
E
p = dP
dV = E J P =
V
E J dV
Das vom E-Feld für den Ladungstransport geleistete Arbeit wird
ans Leitersystem abgegeben, d.h. zur Überwindung der «Reibungsverluste»
der Ladungsträger am Metallgitter aufgewendet.
Das Metallgitter gerät dadurch in Schwingung, bzw. erwärmt sich.
Die vom Feld geleistete Arbeit wird demnach in Wärme umgewandelt
und somit dem elektrischen System entzogen. Man
nennt die beim Transport umgesetzte Arbeit Verlustleistung.
p = E J = 1
J 2
= E 2
Der «Reibungswiderstand»
wird anhand
von charakterisiert.
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