Elektrizitätsmenge Rechner

Hinweis zur Bedienung: Wählen Sie zunächst aus, welche Größe berechnet werden soll (Elektrizitätsmenge, Stromstärke oder Zeit). Geben Sie dann die beiden anderen bekannten Werte ein. Alle Maßeinheiten können über die Dropdown-Menüs angepasst werden.

Verfügbare Maßeinheiten:

• Elektrizitätsmenge: μC (Mikrocoulomb), mC (Millicoulomb), C (Coulomb), kC (Kilocoulomb)
• Stromstärke: μA (Mikroampere), mA (Milliampere), A (Ampere), kA (Kiloampere)
• Zeit: Sekunden, Minuten, Stunden, Tage

Wichtiger Hinweis: Die Elektrizitätsmenge (auch elektrische Ladung genannt) gibt an, wie viele Ladungsträger durch einen Leiterquerschnitt geflossen sind. Sie ist das Produkt aus Stromstärke und Zeit: Q = I × t.

Grundbegriffe einfach erklärt

Elektrizitätsmenge (Q): "Wie viele elektrische Ladungen sind geflossen?"
Wenn 1 Ampere für 1 Sekunde fließt, sind das 1 Coulomb = 6,24 × 10¹⁸ Elektronen.

Stromstärke (I): "Wie viele Ladungen fließen pro Sekunde?"
1 Ampere bedeutet, dass pro Sekunde 1 Coulomb Ladung fließt.

Zeit (t): "Wie lange fließt der Strom?"
Die Zeitdauer, in der ein bestimmter Strom fließt.

Praktische Anwendungsbeispiele

Beispiel 1 - Batterie entladen:
"Eine Batterie liefert 2 Stunden lang 0,5 A. Wie viel Ladung wurde entnommen?"
Q = 0,5 A × 2 h × 3600 s/h = 3600 C

Beispiel 2 - Galvanik/Elektroplattierung:
"Für eine Verchromung werden 10.000 C benötigt. Bei 20 A Stromstärke, wie lange dauert der Prozess?"
t = 10.000 C ÷ 20 A = 500 s = 8,33 min

Beispiel 3 - Kondensator laden:
"Ein Kondensator wird mit 1000 C geladen. Der Ladestrom beträgt im Mittel 2 mA. Wie lange dauert der Ladevorgang?"
t = 1000 C ÷ 0,002 A = 500.000 s ≈ 139 h

Wichtige Zusammenhänge

Umrechnungen:

• 1 C = 1 As (Amperesekunde)
• 1 Ah = 3600 C (Amperestunde)
• 1 C entspricht 6,24 × 10¹⁸ Elementarladungen

Formeln zur Elektrizitätsmenge

Die Grundformel

Die Elektrizitätsmenge ergibt sich aus dem Produkt von Stromstärke und Zeit:

\[Q = I \times t\]

wobei:

• \(Q\) - die Elektrizitätsmenge in Coulomb (C)
• \(I\) - die Stromstärke in Ampere (A)
• \(t\) - die Zeit in Sekunden (s)

Umgestellte Formeln

Stromstärke berechnen: \[I = \frac{Q}{t}\]

Zeit berechnen: \[t = \frac{Q}{I}\]

Einheitenbeziehungen

Die Einheit der Elektrizitätsmenge wird von einem Strom von 1 Ampere in 1 Sekunde geliefert:

\[1 \text{ Coulomb} = 1 \text{ Ampere} \times 1 \text{ Sekunde} = 1 \text{ As}\]

\[1 \text{ C} = 1 \text{ A} \times 1 \text{ s} = 1 \text{ As}\]

Rechenbeispiel 1

Ein Gerät verbraucht 2 Ampere für 5 Minuten: \[Q = 2 \text{ A} \times 300 \text{ s} = 600 \text{ C}\]

Rechenbeispiel 2

Eine Autobatterie mit 70 Ah Kapazität: \[Q = 70 \text{ Ah} = 70 \times 3600 \text{ C} = 252.000 \text{ C}\]

Physikalische Bedeutung

Was ist 1 Coulomb?
1 Coulomb entspricht der Ladung von etwa 6,24 × 10¹⁸ Elektronen. Das ist eine sehr große Anzahl, weshalb in der Praxis oft kleinere Einheiten wie Millicoulomb (mC) verwendet werden.

Historischer Bezug:
Die Einheit ist nach dem französischen Physiker Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806) benannt, der das nach ihm benannte Coulombsche Gesetz formulierte.

Anwendungsgebiete

Die Berechnung der Elektrizitätsmenge ist wichtig in:

• Batterietechnik: Kapazitätsbestimmung und Entladezeiten
• Galvanik: Berechnung der abgeschiedenen Metallmenge
• Elektrolyse: Bestimmung der Reaktionsprodukte
• Kondensatortechnik: Lade- und Entladevorgänge
• Elektronik: Ladungstransport in Halbleitern

Praktische Tipps

Schnelle Faustregeln:

• 1 Ah = 3600 C (merken: 1 Stunde = 3600 Sekunden)
• 1 mAh = 3,6 C (für kleine Batterien wie in Uhren)
• Autobatterie ~70 Ah ≈ 250.000 C
• Smartphone-Akku ~3 Ah ≈ 10.000 C

Die Elektrizitätsmenge ist eine fundamentale Größe in der Elektrotechnik und bildet die Grundlage für das Verständnis von Stromfluss, Batteriekapazität und vielen elektrotechnischen Prozessen.



Grundlagen

Leitungswiderstand
kVA aus Ampere und Volt
Dezibel in linearen Faktor umrechnen
Dezibel, Spannung, Leistung umrechnen
Ohmsche Gesetz
Coulombsche Gesetz
Batterie Kapazität
Elektrizitätsmenge
Elektrische Energie
Elektrische Leistung
Elektrische Ladung
Innenwiderstand einer Stromquelle
Kondensator Kapazität
Spannungverlust auf einer Leitung
Tabelle der Temperaturkoeffizienten
Temperaturabhängigkeit vom Widerstand

Schaltungen mit Widerständen

PI-Dämpfungsglied
T-Dämpfungsglied
2 Parallelwiderstände
Mehrere Parallelwiderstände
Serienwiderstände
unbelasteter Spannungsteiler
belasteter Spannungsteiler
Vorwiderstand (Voltmeter)
Parallelwiderstand (Ampermeter)

Schaltungen mit Kondensatoren

Mehrere Kondensatoren Reihenschaltung
Zwei Kondensatoren Reihenschaltung
Blindwiderstand XC eines Kondensators
Zeitkonstante eines R/C-Glieds
Ladespannung zu einem Zeitpunkt
Kondensatorspannung zu einem Zeitpunkt
R oder C zu einer Ladespannung
RC Reihenschaltung
RC Parallelschaltung
RC Hochpass
RC Tiefpass
RC Differenzierer
RC Integrierierer
RC Grenzfrequenz berechnen
R + C bei gegebener Impedanz

Schaltungen mit Spulen

Induktivität einer Spule
Blindwiderstand einer Spule
L/R Reihenschaltung
L/R Parallelschaltung
L/R Hochpass
L/R Tiefpass
L/R Grenzfrequenz
L/R Differenzierglied
Transformator

Kondensatoren und Spulen

Resonanzfrequenz
Serienschwingkreis
Parallelschwingkreis
Parallelschaltung
Serienschaltung

Gleichrichter- und Dioden

Einweg Gleichrichtung
Einweg Gleichrichtung mit Ladekondensator
Zweiweg Gleichrichtung
Zweiweg Gleichrichtung mit Ladekondensator
LED Vorwiderstand
Vorwiderstand zur Zenerdiode mit variabler Last
Vorwiderstand zur Zenerdiode