Die Elektrizität spielt eine gewaltige Rolle in unserem Leben. Ohne sie wäre unsere komfortable Welt genauso wenig möglich wie ohne Stahl. Ein grundlegendes Verständnis für Elektrizitätslehre und elektrische Einheiten ist notwendig, um moderne Technik zu verstehen.
Was die komplette Erdkugel angeht, ist der Kohlenstoff keines der häufigen Elemente. Dafür kommt er im belebten Teil der Erde in umso größerer Menge vor. Kein Lebewesen kommt ohne Kohlenstoff aus. Und auch in unserem technischen Lebensumfeld ist er öfter zu finden, als wohl so mancher denkt.
Musik beruht – zumindest zu einem großen Teil – letztendlich auf Physik. Welche Töne zusammen gut klingen und welche grün, kann man physikalisch herleiten. Im ersten Teil dieses Blogartikels war von Schwingungen, Frequenzen, Grund- und Obertönen die Rede. Pythagoras war nach unserem Wissen der erste, der sich mit den Längenverhältnissen von schwingenden Saiten befasste. Also mit Frequenzverhältnissen. Damit begründete er die Musiktheorie, die Harmonielehre. Dabei fand er, das zwei Töne umso besser zusammenklingen, je einfacher das Verhältnis ihrer Frequenzen zueinander ist. Und außerdem erfand er eine Methode, um eine Tonleiter zu bauen.
Dies ist der zweite Teil eines zweiteiligen Artikel. Zum ersten Teil geht es hier.
Ob Töne von einem archaischen Saiteninstrument erzeugt werden oder von einem digitalen Synthesizer, spielt keine Rolle: Ob die Musike gut klingt oder grün, beruht auf genau den gleichen Gesetzmäßigkeiten von Frequenzen und Harmonie. Sie beruhen zu einem gewissen Teil auf individuellem Empfinden und Hörgewohnheiten, zu einem großen Teil aber auch auf blanker Physik. Und diese Physik hinter der Musik ist nun noch nicht einmal besonders schwer zu verstehen.
In der Technik muss man öfter einmal Dinge vergrößern oder verkleinern. Der Fachausdruck dafür nennt sich Skalieren. Auf diese Weise kann man auch einen im Prinzip gleichen Gegenstand, wie etwa eine Schraube, in verschiedenen Größen herstellen. Um in so einem Fall eine vernünftige Abstufung der Größen zu erreichen, kann man Normzahlen verwenden. Die Reihen der Normzahlen nennt man auch Renard-Serien.
Die elektromagnetische Induktion ist eine physikalische Erscheinung, die in der Elektrotechnik eine wichtige Rolle spielt. Nicht nur die Zündanlagen von Autos und Motorrädern beruhen auf ihr: Mit der Ausnahme der Fotovoltaik funktioniert praktisch unsere ganze Stromerzeugung mit elektromagnetischer Induktion.
Eine wichtige Rolle in der Technik spielen mechanische Spannungen. Sie können als Druck- und Zugspannungen auftreten. Beide Male geht es jedoch um Kraft, die auf die Fläche bezogen wird. Und natürlich gibt es physikalische Einheiten für die mechanische Spannung, damit man mit ihr auch rechnen kann.
Physikalische Einheiten der Arbeit/Energie und Leistung: Kraft ist Masse mal Beschleunigung. Arbeit ist Kraft mal Weg. Und wie sieht es mit der (mechanischen) Leistung aus? Hier kommt nun wieder einmal die Zeit ins Spiel und wird sogar zur dritten Potenz erhoben. Klingt komisch – ist aber so. Und warum es so ist, wird wiedereinmal klar, wenn man sich überlegt, was die einzelnen Größen in der Geschichte – und damit in der Formel – bewirken.
Grundlegende physikalische Einheiten sind für sich selbst definiert. Sie reichen aber lange nicht aus, um alle Größen anzugeben, die in der Physik vorkommen. Die vielen Einheiten, die man braucht, um physikalische Vorgänge zahlenmäßig zu beschreiben, werden jedoch allesamt aus den Grundeinheiten zusammengebaut.
Eine ganz wichtige Sache in der Physik sind die Einheiten, in denen physikalische Größen angegeben werden. Dabei gibt es Grundeinheiten, die man ursprünglich mal an natürlichen Größen wie dem Umfang der Erde oder der Dauer eines Sonnentages festgemacht hat. Davon leitet sich dann eine Unzahl von zusammengesetzten Einheiten ab, die oft auch eigene Namen haben. Dabei gibt es ein kleines Geheimnis: Wer die Einheit einer physikalischen Größe kennt und versteht, braucht sich die Formel nicht mehr zu merken, mit der sie berechnet wird.
Präsentiert von WordPress & Theme erstellt von Anders Norén