Formelsammlung
Sie führen eine Formel aus — sie kennen weder dein Bauteil noch deine Schaltung noch die Toleranzen deiner Teile. Jede Formel ist eine Näherung mit Gültigkeitsgrenzen; die stehen bei jedem Eintrag ausdrücklich dabei und sind Teil des Ergebnisses. Rechne nach, prüfe das Datenblatt, und rechne den ungünstigsten Fall.
Alle Angaben ohne Gewähr — es gilt der Haftungsausschluss. Bei Netzspannung oder sicherheitsrelevanten Aufbauten ersetzt keine Webseite die fachkundige Auslegung.
Diese Rubrik sammelt die Formeln, die beim Entwerfen und Aufbauen immer wieder gebraucht werden. Jeder Eintrag folgt demselben Muster:
- Die Formel mit allen Größen benannt und in ihren Einheiten -- keine stillschweigend bekannten Symbole.
- Wo sie gilt und wo nicht. Fast jede handliche Formel ist eine Näherung; die Grenzen stehen dabei.
- Woher sie kommt -- entweder direkt hier hergeleitet oder verlinkt in den passenden Artikel der Elektrodynamik- beziehungsweise Halbleiterphysik-Serie.
- Ein Rechner direkt auf der Seite. Läuft im Browser, ohne Anmeldung, ohne dass Daten irgendwohin geschickt werden.
Die Rechner sind bewusst schlicht gehalten: Zahlen eintippen, Ergebnis ablesen. Wo es sinnvoll ist, gibt es zusätzlich die Umkehrung -- also etwa „welchen Strom brauche ich für dieses Feld?" statt nur „welches Feld bekomme ich bei diesem Strom?".
Vorhandene Einträge
- LED-Vorwiderstand -- \(R = (U_B - U_F)/I_F\) samt Verlustleistung, nächstem E-Reihen-Wert, Reihenschaltung mehrerer LEDs und den typischen Flussspannungen je Farbe.
- Spannungsteiler -- unbelastet und belastet, Innenwiderstand, Querstrom und die Faustregel, wie hochohmig die Last sein muss.
- Helmholtz-Spulen -- homogenes Magnetfeld aus zwei Spulen: Herleitung der Bedingung \(d = R\), Feldstärke im Zentrum, Homogenitätsbereich, dazu Drahtlänge, Widerstand und Verlustleistung.
Geplant
Die folgenden Einträge sind vorgesehen; die Reihenfolge richtet sich danach, was gerade gebraucht wird:
| Thema | Kern |
|---|---|
| RC-Glied und NE555 | Zeitkonstante, Lade-/Entladekurve, astabile Grundschaltung |
| Drahtwiderstand | Querschnitt, Länge, Temperaturgang von Kupfer |
| Plattenkondensator | Kapazität, Feldstärke, Durchschlagsfestigkeit |
| Kondensatoren in Reihe und parallel | inklusive Spannungsaufteilung in der Reihenschaltung |
| Leiterbahn-Strombelastbarkeit | Breite, Kupferdicke, Temperaturanstieg (IPC-2221) |
| Hallspannung | \(V_H = I B/(n q d)\) -- die Formel hinter den Hall-Sensoren |
Seiten in diesem Bereich
Helmholtz-Spulen: Herleitung, Formeln und Rechner
Zwei Spulen im Abstand ihres Radius ergeben ein homogenes Magnetfeld. Woher d = R kommt, wie homogen es wirklich ist — plus Rechner für Feld und Draht.
LED-Vorwiderstand berechnen
Der Vorwiderstand für eine LED: Formel, Herleitung, E-Reihen-Wert und Verlustleistung — mit Rechner und den typischen Flussspannungen je Farbe.
Spannungsteiler berechnen
Der belastete und der unbelastete Spannungsteiler: Formel, Herleitung, Innenwiderstand und Querstrom — mit Rechner und der Faustregel für die Last.