Formelsammlung
Auf dieser Seite findet Ihr die Formeln und wichtigsten Zusammenhänge aus unseren Sendungen nochmals zusammengefasst. Wir empfehlen Euch aber diese Seite nur zur späteren Referenz zu nutzen und zum Lernen auf die einzelnen Episoden zurückzugreifen.

Liste der verwendeten physikalischen Grössen

Grösse Formelzeichen Bezug zu anderen Grössen Einheit Einheitszeichen Episode
Ladung Q
[TeX Formel: Q = I \cdot t, \qquad Q = C \cdot U ]
Columb C ⇒ Ep001
Strom I
[TeX Formel: I = \frac{Q}{t}, \qquad I = \frac{U}{R} ]
Ampere A ⇒ Ep001
Spannung U
[TeX Formel: U = R \cdot I ]
Volt V ⇒ Ep002
Widerstand R
[TeX Formel: R = \frac{U}{I}, \qquad R = \frac{1}{G} ]
Ohm Ω ⇒ Ep002
Leitwert G
[TeX Formel: G = \frac{1}{R} ]
Siemens S ⇒ Ep002
Leistung P
[TeX Formel: P = U \cdot I ]
Watt W ⇒ Ep003
Energie E
[TeX Formel: E = P \cdot t ]
Joule J ⇒ Ep003
Arbeit W Wenn Energie von einer Form in eine andere umgewandelt wird, also ein System Energie an ein anderes abgibt, so nennt man diese Energiemenge die Arbeit die bei dem Vorgang verrichtet wird. Joule J ---
Kapazität C
[TeX Formel: C = \frac{Q}{U} ]
Farad F ---
Induktivität L
[TeX Formel: L = \frac{Ut}{I} ]
Henry H ---
Zeit t --- Sekunde s ---

Achtung: Manche der in der Physik verwendeten Begriffe wie zum Beispiel Strom, Arbeit, Energie und Leistung weichen in ihrer physikalischen Bedeutung von der umgangssprachlichen ab, was mitunter zu Missverständnissen führen kann.

Liste der SI-Präfixe

Bei besonders grossen oder kleinen grössen stellt man häufig vor die Einheit ein SI-Präfix, um die Einheit mit einem bestimmten Wert zu multiplizieren. Zum Beispiel werden besonders gross Längen meistens in Kilometer (1 km = 1000 m) und besonders kleine Längen in Millimieter (1 mm = 0,001 m) angegeben.

PräfixNameWert
ZahlZehnerpotenzBezeichnung
Y Yotta 1.000.000.000.000.000.000.000.000 24 Quadrillion
Z Zetta 1.000.000.000.000.000.000.000 21 Trilliarde
E Exa 1.000.000.000.000.000.000 18 Trillion
P Peta 1.000.000.000.000.000 15 Billiarde
T Tera 1.000.000.000.000 12 Billion
G Giga 1.000.000.000 9 Milliarde
M Mega 1.000.000 6 Million
k Kilo 1.000 3 Tausend
h Hekto 100 2 Hundert
da Deka 10 1 Zehn
d Dezi 0,1 -1 Zehntel
c Zenti 0,01 -2 Hundertstel
m Milli 0,001 -3 Tausendstel
μ Mikro 0,000.001 -6 Millionstel
n Nano 0,000.000.001 -9 Milliardstel
p Piko 0,000.000.000.001 -12 Billionstel
f Femto 0,000.000.000.000.001 -15 Billiardstel
a Atto 0,000.000.000.000.000.001 -18 Trillionstel
z Zepto 0,000.000.000.000.000.000.001 -21 Trilliardstel
y Yokto 0,000.000.000.000.000.000.000.001 -24 Quadrillionstel

Griechisches Alphabet

Um die Anzahl der zur Verfügung stehenden Zeichen zu vergrössern, werden häufig zusätzlich zu den Zeichen aus dem lateinischen Alphabet auch jene aus dem griechischen Alphabet verwendet. So werden zum Beispiel Winkel fast immer mit einem Buchstaben aus dem griechischen Alphabet bezeichnet.

Griechischer
Grossbuchstabe
Griechischer
Kleinbuchstabe
Name
[TeX Formel: \Alpha]
[TeX Formel: \alpha]
Alpha
[TeX Formel: \Beta]
[TeX Formel: \beta]
Beta
[TeX Formel: \Gamma]
[TeX Formel: \gamma]
Gamma
[TeX Formel: \Delta]
[TeX Formel: \delta]
Delta
[TeX Formel: \Epsilon]
[TeX Formel: \epsilon, \varepsilon]
Epsilon
[TeX Formel: \Zeta]
[TeX Formel: \zeta]
Zeta
[TeX Formel: \Eta]
[TeX Formel: \eta]
Eta
[TeX Formel: \Theta]
[TeX Formel: \theta, \vartheta]
Theta
[TeX Formel: \Iota]
[TeX Formel: \iota]
Iota
[TeX Formel: \Kappa]
[TeX Formel: \kappa]
Kappa
[TeX Formel: \Lambda]
[TeX Formel: \lambda]
Lambda
[TeX Formel: \Mu]
[TeX Formel: \mu]
My
Griechischer
Grossbuchstabe
Griechischer
Kleinbuchstabe
Name
[TeX Formel: \Nu]
[TeX Formel: \nu]
Ny
[TeX Formel: \Xi]
[TeX Formel: \xi]
Xi
[TeX Formel: O]
[TeX Formel: o]
Omikron
[TeX Formel: \Pi]
[TeX Formel: \pi]
Pi
[TeX Formel: \Rho]
[TeX Formel: \rho, \varrho]
Rho
[TeX Formel: \Sigma]
[TeX Formel: \sigma, \varsigma]
Sigma
[TeX Formel: \Tau]
[TeX Formel: \tau]
Tau
[TeX Formel: \Upsilon]
[TeX Formel: \upsilon]
Ypsilon
[TeX Formel: \Phi]
[TeX Formel: \phi, \varphi]
Phi
[TeX Formel: \Chi]
[TeX Formel: \chi]
Chi
[TeX Formel: \Psi]
[TeX Formel: \psi]
Psi
[TeX Formel: \Omega]
[TeX Formel: \omega]
Omega

Ladung, Strom, Spannung, Widerstand, Leistung und Energie

Strom (I, Einheit: A = Ampere) gibt an wie viel Ladung (Q, Einheit: C = Coloumb) pro Zeit (t, Einheit: s = Sekunde) durch den Leiter fliesst:

[TeX Formel: I = \frac{Q}{t}
\qquad
\mathbf A = \frac{\mathbf C}{\mathbf s}
]

Die Spannung (U, Einheit: V = Volt) "drückt" den Strom gegen den Widerstand (R, Einheit: Ω = Ohm) durch den Leiter:

[TeX Formel: U = R \cdot I
\qquad \Leftrightarrow \qquad
I = \frac{U}{R}
\qquad \Leftrightarrow \qquad
R = \frac{U}{I}
]

Den Kehrwert des Widerstand nennt man Leitwert (G, Einheit: S = Siemens):

[TeX Formel: R = \frac{1}{G}
\qquad
\mathbf \Omega = \frac{1}{\mathbf S}
]

Der Widerstand verhält sich indirekt proportinal zur Querschnittsfläche A und direkt proportional zur Länge l des Leiters:

[TeX Formel: R \sim \frac{l}{A}]

Darüberhinaus wird er durch Temperatur und Materialeigenschaften beeinflusst.

Widerstände in Serienschaltung addieren ihre Widerstandswerte:

[TeX Formel: R_{seriell} = R_1 + R_2 + \cdots]

Widerstände in Parallelschaltung addieren ihre Leitwerte:

[TeX Formel: G_{parallel} = G_1 + G_2 + G_3 + \cdots]

[TeX Formel: R_{parallel} = \frac{1}{\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\cdots}]

Zwei Widerstände in Parallelschaltung können auch einfacher berechnet werden:

[TeX Formel: R_{parallel} = \frac{R_1 \cdot R_2}{R_1+R_2}]

Bei einem Spannungsteiler fällt die Spannung proportional zum Widerstand ab:

[TeX Formel: \frac{U_1}{U_2} = \frac{R_1}{R_2}
\qquad \Leftrightarrow \qquad
\frac{U_1}{U_1+U_2} = \frac{R_1}{R_1+R_2}
]

In einem Stromteiler teilt sich der Strom indirektproportional zum Widerstand:

[TeX Formel: \frac{I_1}{I_2} = \frac{R_2}{R_1}
\qquad \Leftrightarrow \qquad
\frac{I_1}{I_1+I_2} = \frac{R_2}{R_1+R_2}
]

Leistung (P, Einheit: W = Watt) ist die abfallende Spannung mal dem fliessenden Strom:

[TeX Formel: P = U \cdot I
\qquad
\mathbf W = \mathbf V \cdot \mathbf A
]

Energie (E, Einheit: J = Joule) ist Leistung über einen Zeitraum:

[TeX Formel: E = P \cdot t
\qquad
\mathbf J = \mathbf W \cdot \mathbf s
]
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