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Elektrische Leistung Aufgaben Lösungen Pdf
Triebwerke und Motoren verrichten Arbeit, indem sie Dinge bewegen. Benzin- und Dieselmotoren geben die in ihrem Kraftstoff gespeicherte Energie ab. Elektromotoren geben Energie ab, die sie von einer Batterie oder einem Generator beziehen. Der menschliche Körper ist auch eine Form von Motor. Er gibt die in Lebensmitteln gespeicherte Energie ab. Kraft, Arbeit und Energie
Arbeit wird in Joule (J) gemessen. Energie wird in Joule (J) gemessen. Verrichtete Arbeit = umgewandelte Energie
Kraft wird in Newton (N) gemessen. Blitz: Energie, Preis und Ladung - Aufgabe mit Lösung. Arbeit = Kraft $\cdot$ Weg. Wirkungsgrad
Ein Motor arbeitet nur mit einem Teil der ihm zugeführten Energie, der Rest wird als thermische Energie (Wärme) ungenutzt abgegeben. Der Wirkungsgrad eines Motors kann wie folgt berechnet werden:
$\mathrm {Wirkungsgrad \ = \ \frac{Nutzbare \ Arbeit}{Energie \ input}}$
oder
$\mathrm {Wirkungsgrad \ = \ \frac{Nutzbare \ Energie}{Energie \ input}}$
Wenn zum Beispiel ein Benzinmotor pro 100 J eingesetzte Energie 25 J Arbeit verrichtet, ist sein Wirkungsgrad $\smash {\frac{1}{4}}$ oder 25%.
Elektrische Leistung Aufgaben Lösungen
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Elektrische Leistung Aufgaben Lösungen Auto
Level 3 (bis zum Physik B. Sc. ) Level 3 setzt Kenntnisse der Vektorrechnung, Differential- und Integralrechnung voraus. Geeignet für Studenten und zum Teil Abiturienten. Gewitterwolke - Blitzentladung Bei einem Gewitter baut sich eine elektrische Spannung zwischen dem Erdboden und der unteren Seite der Wolke auf. Sie liegt in der Größenordnung von \( 100 \, \text{MV} \). Durch derartig hohe Spannung kann ein Blitz entstehen, der einen Strom von \( 10^5 \, \text{A} \) verursacht und insgesamt \( 100 \, \mu\text{s} \) andauert. Wie viel Ladung Q wird vom Blitz transportiert? Welche Energie setzt ein Blitz um? Elektrische Leistung Übungen und Aufgaben. Was "kostet" ein Blitz, bei einem Strompreis von \( 25 \, \text{Cent}/\text{kWh} \)? Lösungstipps zu (a): Definition des elektrischen Stroms benutzen. zu (b): Definition der Leistung benutzen. zu (c): \( 1 \, \text{J} \) = \( 1 \, \text{Ws} \). Lösungen Lösung für (a) Der elektrische Strom \(I\) ist definiert als Ladung \(Q\) pro Zeit \(t\). Also wird vom Blitz bei einem Strom von \( I = 10^5 \, \text{A} \), innerhalb von \( 100 \, \mu\text{s} \), folgende Menge an Ladung zur Erde transportiert: 1 \[ Q ~=~ I \, t ~=~ 10^5 \, \text{A} ~\cdot~ 10^{-4} \, \text{s} ~=~ 10 \, \text{C} \] Das entspricht übrigens einem Ladungstransport von \( 6.
Mit anderen Worten, seine nutzbare Energie beträgt $\smash {\frac{1}{4}}$ des gesamten Energieeinsatzes. Energie-Einsatz
Arbeit
Wirkungs-grad
100 J
25 J
25%
Benzinmotor
35 J
35%
Dieselmotor
80 J
80%
Elektromotor
15 J
15%
menschlicher Körper
Die obige Tabelle zeigt die Wirkungsgrade einiger typischer Motoren und Antriebe. Der geringe Wirkungsgrad von Motoren mit Kraftstoffverbrennung ist nicht auf eine schlechte Konstruktion zurückzuführen. Wenn ein Stoff verbrennt, ist es nicht möglich, seine gesamte thermische Energie in kinetische (Bewegungs-) Energie umzuwandeln, ohne dass ein Großteil davon ungenutzt bleibt. Leistung
Ein kleiner Motor kann genauso viel Arbeit verrichten wie ein großer Motor, aber es dauert länger. Der große Motor kann schneller arbeiten. Die Geschwindigkeit, mit der Arbeit verrichtet wird, nennt man Leistung. Elektrische leistung aufgaben lösungen pdf. Typische Werte für Leistung
Waschmaschine 250 W
Sportler 400 W
kleines Auto 35. 000 W
großes Auto 150. 000 W
Flugzeugturbine 75. 000. 000 W
1 kW = 1000 W
Die Pferdestärke (PS) ist eine Einheit der Leistung, die auf die Zeit der ersten Dampfmaschinen zurückgeht:
1 PS = 746 W (rund $\scriptsize \frac{3}{4}$ Kilowatt)
Die SI-Einheit der Leistung ist das Watt $(W)$.