Formelsammlung
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
- 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 |
|---|---|
| LED-Vorwiderstand | \(R = (U_B - U_F)/I_F\) samt Verlustleistung und Reihenschaltung |
| Spannungsteiler | unbelastet und belastet -- und ab wann der Unterschied weh tut |
| 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 erzeugen ein bemerkenswert homogenes Magnetfeld. Woher die Bedingung d = R kommt, wie homogen es wirklich ist -- und ein Rechner für Feldstärke, Draht, Widerstand und Verlustleistung.