Kapitel 1 · 29 Artikel
Elektrotechnische Physik
Woraus Strom eigentlich besteht: Ladung, Spannung, Felder, Magnetismus und die Physik der Halbleiter – die Grundlage für alles Weitere.
Atome, Elektronen und Ionen
Woraus Materie besteht und warum Elektronen den Strom tragen – Atommodell, Valenzelektronen, freie Elektronen und Ionen einfach erklärt.
Lesen →2Elektrische Ladung
Was elektrische Ladung ist, wie man sie in Coulomb misst, warum sich gleiche Ladungen abstoßen und was Akku-Angaben in mAh damit zu tun haben.
Lesen →3Elektrische Spannung
Was elektrische Spannung ist, wie sie entsteht und gemessen wird – Volt, Ladungstrennung, Zählpfeile und typische Spannungen aus der Praxis.
Lesen →4Elektrischer Strom
Was elektrischer Strom ist, wie schnell sich Elektronen wirklich bewegen, technische und physikalische Stromrichtung und die Wirkungen des Stroms.
Lesen →5Elektrischer Widerstand
Warum Leiter den Strom bremsen, wovon der Widerstand abhängt und wie Länge, Querschnitt, Material und Temperatur ihn bestimmen.
Lesen →6Potential und Bezugspunkt
Was ein elektrisches Potential ist, warum jede Spannung einen Bezugspunkt braucht und wie du mit Potentialen und negativen Spannungen rechnest.
Lesen →7Elektrisches Feld
Wie Ladungen über Entfernung wirken – Feldlinien, Feldstärke, homogenes Feld im Kondensator, Durchschlag, Spitzenwirkung und Abschirmung.
Lesen →8Magnetismus
Dauermagnete, Nord- und Südpol, Feldlinien und Weiss'sche Bezirke – wie Magnetismus entsteht und welche Werkstoffe magnetisch sind.
Lesen →9Elektromagnetismus
Wie elektrischer Strom ein Magnetfeld erzeugt – Rechte-Hand-Regel, Spule, Eisenkern, Lorentzkraft und Anwendungen von Relais bis Motor.
Lesen →10Induktion, Selbstinduktion und Wirbelströme
Wie ein sich änderndes Magnetfeld Spannung erzeugt – Induktionsgesetz, Lenzsche Regel, Selbstinduktion, Abschaltspitzen und Wirbelströme.
Lesen →11Magnetische Größen und Einheiten
Durchflutung, Feldstärke, Flussdichte, Fluss, Permeabilität und Induktivität – die magnetischen Größen mit Formeln, Einheiten und Beispiel.
Lesen →12Elektrische und magnetische Felder im Alltag
Wo im Alltag elektrische und magnetische Felder entstehen, wie stark sie sind, welche Grenzwerte gelten und wie du sie einfach reduzierst.
Lesen →13EMV – Elektromagnetische Verträglichkeit
Was EMV bedeutet, wie Störungen von der Quelle zur Senke gelangen und welche Maßnahmen im Schaltplan und Platinenlayout wirklich helfen.
Lesen →14Elektromagnetisches Spektrum
Von Netzfrequenz über Funk und Licht bis Gammastrahlung – Frequenz, Wellenlänge, Photonenenergie und die Bereiche des elektromagnetischen Spektrums.
Lesen →15Optoelektronik
Wie Halbleiter Licht erzeugen und erkennen – LED, OLED, Laserdiode, Fotodiode, Fotowiderstand, Fototransistor, Solarzelle und Optokoppler im Überblick.
Lesen →16Lichtstrom, Lichtstärke und Beleuchtungsstärke
Lumen, Candela und Lux sauber unterschieden – mit Lichtausbeute, Abstandsgesetz und Rechenbeispielen für LEDs und Arbeitsplatzbeleuchtung.
Lesen →17Spezifischer Widerstand
Wie Material, Länge und Querschnitt den Widerstand eines Leiters bestimmen – mit Tabelle, Temperaturbeiwert und Rechenbeispiel für eine Leiterbahn.
Lesen →18Elektrische Leitfähigkeit
Was die Leitfähigkeit eines Stoffes bestimmt, warum sie über rund 25 Zehnerpotenzen reicht und wie Ladungsträgerdichte und Beweglichkeit zusammenwirken.
Lesen →19Leitende Werkstoffe in der Elektrotechnik
Kupfer, Aluminium, Silber, Gold, Zinn und Widerstandslegierungen – welcher Leiterwerkstoff wofür eingesetzt wird, von der Leitung bis zur Platine.
Lesen →20Supraleitung
Widerstand null unterhalb der Sprungtemperatur – wie Supraleitung entsteht, was der Meißner-Effekt ist und wo Supraleiter heute eingesetzt werden.
Lesen →21Halbleiter
Was einen Halbleiter ausmacht – Kristallgitter, Bändermodell, Eigenleitung mit Elektronen und Löchern und die wichtigsten Halbleitermaterialien.
Lesen →22Geschichte der Halbleitertechnik
Vom Kristalldetektor über den ersten Transistor 1947 bis zu FinFET und Gate-All-Around – die wichtigsten Schritte der Halbleitertechnik.
Lesen →23Dotierung
Wie wenige Fremdatome die Leitfähigkeit von Silizium um Zehnerpotenzen erhöhen – n- und p-Dotierung, Donatoren, Akzeptoren und Majoritätsträger.
Lesen →24Der pn-Übergang
Wie an der Grenze zwischen p- und n-Silizium die Raumladungszone entsteht und warum der Übergang Strom nur in eine Richtung leitet – mit Diodenkennlinie.
Lesen →25Temperaturverhalten von Halbleitern
Warum Halbleiter warm besser leiten, die Diodenspannung um 2 mV/K sinkt und Sperrströme sich verdoppeln – mit Wärmewiderstand und Rechenbeispiel.
Lesen →26Thermoelektrik und Piezo-Effekt
Wie Wärme und Druck direkt Spannung erzeugen – Seebeck-Effekt und Thermoelemente Typ K und J, Peltier-Element, Piezo-Effekt in Feuerzeug, Quarz, Summer und Sensor.
Lesen →27Grenzen der modernen Halbleitertechnik
Warum Transistoren nicht beliebig schrumpfen – Leckströme, Wärme, Lithografie, Atomgrößen, Kosten – und wie FinFET, GAA und Chiplets helfen.
Lesen →28Quantenphysik für Elektroniker
Photonen, Energieniveaus, Pauli-Prinzip, Tunneleffekt und Rauschen – die Quanteneffekte, die hinter Halbleitern, LEDs und Flash-Speichern stecken.
Lesen →29Quantentechnik
Qubits, Überlagerung und Verschränkung – was Quantencomputer, Quantenkryptografie und Quantensensoren können und wo ihre Grenzen liegen.
Lesen →Vom Verstehen zum Entwerfen
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