Grundsätzliches über Richtungs- und Vorzeichenregel in der Elektrotechnik, Zählpfeilsysteme

Beschreibung / Inhalt
Das vorliegende Dokument behandelt Richtungs- und Vorzeichenregeln in der Elektrotechnik sowie Zählpfeilsysteme. Es gibt physikalische Richtungen an, z.B. die Richtungen der elektrischen und magnetischen Feldstärke und der Stromdichte, und ordnet diesen Richtungen Skalargrößen wie Spannung, Fluß oder -dichte und Stromstärke zu. Des Weiteren gibt es willkürlich festgelegte Zählrichtungen, um elektrischen Größen in Netzwerken ein Vorzeichen zuzuordnen. Die Richtungsregeln dienen der Vereinfachung von Berechnungen.

Das Dokument definiert außerdem die Richtungen des elektrischen Stroms und der Spannung und erklärt, dass die Elektromotorische Kraft der Richtung der Spannung entgegengesetzt ist. Die Verwendung eines Bezugspfeils definiert die Richtung der Spannung. Es gibt zwei grundsätzliche Bezugssysteme, das Erzeuger- und das Verbraucher-Zählpfeilsystem, die sich in der entgegengesetzten Richtung des Strompfeils unterscheiden. Beide Systeme sind gleichberechtigt. Während der positive Halbwelle fließt ein Momentanwert i des Wechselstromes in der Richtung des I-Pfeiles und während der negativen Halbwelle in der Gegenrichtung des I-Zählpfeiles.

Es ist prinzipiell möglich, an jedem Zweipol die Bezugspfeile für U (Spannung) und I (Strom) beliebig zu wählen. Es wird jedoch häufig das Erzeugerpfeilsystem beim Erzeuger und das Verbraucherpfeilsystem beim Verbraucher angewendet. In diesem Fall spricht man von einem gemischten Pfeilsystem.
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Auszug aus Referat
Grundsätzliches über Richtungs- und Vorzeichenregeln in der Elektrotechnik, Zählpfeilsysteme: Physikalische Richtungen: Das sind die Richtungen der vektoriellen Feldgrößen, z.B. der elektrischen und magnetischen Feldstärke und der Stromdichte. Den daraus abgeleiteten Skalargrößen, z.B. Spannung, Fluß, Flußdichte und Stromstärke, ordnet man dieselben Richtungen zu. Zählrichtungen: Das sind willkürlich festgelegte Richtungen, wodurch z.B. bei Netzwerken den elektrischen Größen in der Rechnung ein Vorzeichen zugeordnet wird. Durch Anwendung von Richtungsregeln wird man von einigen sonst notwendigen gedanklichen überlegungen stark entlastet. Es ist daher zweckmäßig, Richtungsregeln anzuwenden. Als Richtung des elektrischen Stromes gilt die Bewegungsrichtung positiver Ladungen, also die der Bewegungsrichtung negativer Ladungen (Elektronen) entgegengesetzte Richtung. Als positive Richtung der Spannung U gilt die Richtung vom höheren Potential zum niedrigeren Potential. Die Richtung der Elektromotorischen Kraft ist der Richtung der Spannung entgegengesetzt. Durch die Verwendung eines Bezugspfeiles wird die Richtung der Spannung definiert. Verwendet man keinen Bezugspfeil, so müssen die zwei Punkte unterschiedlichen Potentials benannt werden und die Spannung muß mit einem Doppelindex der vorher definierten Punkte versehen werden. Betrachet man das Schaltbild, so handelt es sich auf der linken Seite um einen Erzeuger (Generator) und rechts um einen Verbraucher. Es lassen sich ...
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