Elektrodynamik

Ob Hall-Sensor, H-Brücke, Gatetreiber oder EMV-Problem -- am Ende steckt immer dieselbe Physik dahinter: bewegte Ladungen, Felder und Induktion. Diese Rubrik baut die klassische Elektrodynamik von Grund auf -- ungefähr auf dem Niveau der Experimentalphysik II an der Uni, aber mit Blick auf das, was wir hier tatsächlich bauen und messen.

Die Serie ist das Gegenstück zur Halbleiterphysik: Dort geht es um das, was im Material passiert -- hier um Felder, Kräfte und Wellen um die Bauteile herum. Beide treffen sich öfter als man denkt: Die Lorentzkraft treibt den Hall-Sensor, die Induktion die Gegen-EMK des Motors, und die Poisson-Gleichung der Elektrostatik rechnet die Raumladungszone aus.

Empfohlene Reihenfolge

Die Artikel bauen aufeinander auf und laufen auf die Maxwell-Gleichungen zu.

I. Elektrostatik (ruhende Ladungen)

#	Thema	Kernfrage
1	Ladung und Coulomb-Kraft	Was ist Ladung -- und wie stark ist die Kraft zwischen zwei Ladungen?
2	Das elektrische Feld	Wie beschreibt man die Wirkung einer Ladung im Raum?
3	Der Gauß'sche Satz	Wie rechnet man Felder aus Symmetrien -- ohne Integral-Quälerei?
4	Potential und Spannung	Was genau misst ein Voltmeter?
5	Kondensator und Dielektrika	Wie speichert man Feldenergie -- und was macht das Dielektrikum?

II. Stationäre Ströme

#	Thema	Kernfrage
6	Stromdichte und Kontinuität	Was fließt da eigentlich -- und warum geht keine Ladung verloren?
7	Ohmsches Gesetz und Drude-Modell	Warum ist \(U = RI\) oft linear -- und wann nicht?

III. Magnetostatik

#	Thema	Kernfrage
8	Die Lorentzkraft	Welche Kraft wirkt auf bewegte Ladung im Magnetfeld?
9	Biot-Savart und Ampère	Welches Magnetfeld erzeugt ein Strom?
10	Materie im Magnetfeld	Dia-, para-, ferromagnetisch -- was macht der Kern in der Spule?

IV. Induktion (zeitveränderliche Felder)

#	Thema	Kernfrage
11	Induktion: Faraday und Lenz	Warum erzeugt ein sich änderndes Feld eine Spannung -- und mit welchem Vorzeichen?
12	Selbstinduktion und Feldenergie	Warum lässt eine Spule den Strom nicht springen?
13	Der Transformator	Wie übersetzt man Spannungen -- und was begrenzt es?

V. Maxwell und Wellen

#	Thema	Kernfrage
14	Die Maxwell-Gleichungen	Vier Gleichungen für die gesamte klassische Elektrodynamik.
15	Elektromagnetische Wellen	Warum strahlt eine schnelle Schaltflanke -- und was transportiert die Energie?

Dazu kommen (wie in der Halbleiterphysik) ein Bereich mit Herleitungen für alle, die die Rechnungen komplett sehen wollen -- und ein Mathe-Anhang zu Nabla, Divergenz und Rotation, der das Vektor-Handwerkszeug anschaulich bereitstellt.

Die Menschen hinter den Gesetzen -- Coulomb, Gauß, Faraday, Lenz, Ampère, Ørsted, Maxwell, Hertz -- stehen mit Kurzbiografien in den Persönlichkeiten.

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