Lösung für (b) Um sich den Energieverbrauch pro Sekunde anzuschauen, der tatsächlich vom \(R_2\) kommt und den Teil des Energieverbrauchs, der beim \(R_1\) ungenutzt 'verpuffert' wird, wird die Gesamtleistung \(P\) mit der am zweiten Widerstand umgesetzten Leistung \(P_2\) verglichen. Die elektrische Leistung \(P\) der gesamten Schaltung ist: 6 \[ P = \frac{U_{\text{in}}^2}{R} \] Die tatsächlich genutzte Leistung am Widerstand \(R_2\) ist dagegen: 7 \[ P_2 = \frac{U_{\text{out}}^2}{R_2} \] Das Verhältnis von 7 zur Gesamtleistung 6 ergibt: 8 \[ \frac{P_2}{P} = \frac{U_{\text{out}}^2}{ U_{\text{in}}^2} \, \frac{R}{R_2} \] Einsetzen der konkreten Werte sowie das in Teilaufgabe (a) berechnete Verhältnis 5: 8 \[ \frac{P_2}{P} = \frac{ (12 \, \text{V})^2}{ (230 \, \text{V})^2} \, \frac{230}{12} = 5. 2 \, \% \] Die tatsächlich genutzte Leistung am Widerstand \(R_2\) beträgt nur \( 5. 2 \, \% \). Der Rest wird am nicht genutzten Widerstand \(R_1\) "verpuffert". Elektrische leistung aufgaben lösungen mit. Deshalb ist diese Schaltung nicht enerieeffizient!
Aufgabe 1 Es ist die untenstehende Spannungsteiler-Schaltung mit folgenden Werten gegeben: U_0=24 \mathrm{V}; R_1=3, 3 k\Omega; R_2=4, 7 k\Omega HINWEIS: Neue Hilfsmittel benennen und Formeln erfragen. (Spannungsteiler, Ohm'sches Gesetz, elektrische Leistung) 1. 1 Berechnen Sie die an den beiden Widerständen abfallenden Spannungen U_1 und U_2. \textbf{Gesucht:} Spannung U_1, Spannung U_2 \textbf{Gegeben:} U_0 = 24 \mathrm{V}; R_1=3, 3 k\Omega; R_2= 4. Elektrische leistung aufgaben lösungen. 7 k\Omega \mathrm{\begin{gather*} \, \, \, \, U_1\, =\frac{R_1}{R_1+R_2}\cdot\, U_0\, =\, \frac{3300\, \Omega}{3300\, \Omega\, +4700\Omega}\cdot\, 24\, \mathrm{V}=9, 90\mathrm{V}\\ \, \, \, \, \, U_2\, =\frac{R_2}{R_1+R_2}\cdot\, U_0\, =\, \frac{4700\, \Omega}{3300\, \Omega\, +4700\Omega}\cdot\, 24\, \mathrm{V}=14, 10\mathrm{V}\\ \end{gather*}} 1. 2 Welcher Strom I fließt durch die beiden Widerstände? \textbf{Gesucht:} Strom I \textbf{Gegeben:} U_0 = 24 \mathrm{V}; R_1=3, 3 k\Omega; R_2= 4. 7 k\Omega \begin{gather*} R_{ges}=R_1+R_2 = 3300 \Omega +4700 \Omega = 8000 \Omega\\ I=\frac{U_0}{R{ges}}=\frac{24\mathrm{V}}{8000 \Omega}= 3 \mathrm{mA} \end{gather*} HINWEIS: Rechnen mit Kilo~ und Milli~ (etc. ) erfordert einsetzen von 10er Potenzen!
Level 3 (bis zum Physik B. Sc. ) Level 3 setzt Kenntnisse der Vektorrechnung, Differential- und Integralrechnung voraus. Geeignet für Studenten und zum Teil Abiturienten. Spannung am Draht mit einem Durchmesser, der in x-Richtung abnimmt. An einem leitenden, \(1 \, \text{m}\) langen Draht liegt eine Spannung von \(12 \, \text{V} \) an. Der Querschnitt des Drahts ist jedoch nicht über die ganze Länge gleich, sondern nimmt von einem Ende zum anderen Ende ab. Der Durchmesser des größten Querschnitts ist \(d_1 = 2 \, \text{mm} \) und der Durchmesser des kleinsten Querschnitts ist \(d_2 = 1 \, \text{mm} \). Der spezifische Widerstand des Drahts ist \( \rho = 8. 7 \cdot 10^{-8} \, \Omega\text{m} \). Hilfe Physik Sachaufgabe? (Schule, Mathe, Mathematik). Wie groß ist der Gesamtwiderstand \(R\) des Drahts? Wie groß ist die Gesamtleistung \(P\) des Drahts? Lösungstipps Teilaufgabe (a): Benutze den Zusammenhang zwischen dem Widerstand \(R\) und dem spezifischen Widerstand \(\rho\): \[ R = \rho \, \frac{L}{A(x)} \] hierbei ist die \(A(x)\) die variable Querschnittsfläche des Drahts, je nach Abstand \(x\).
Am Widerstand gibt es einen Spannungsabfall: Volt = Ohm mal Ampere. Der Spannungsabfall mal dem Strom ergibt eine Leistung: Volt mal Ampere = Watt. Das ist die Leistung, die der Widerstand in Wärmeenergie umsetzt. b) Genau diese Wärmeentstehung ist unerwünscht – außer in den Fällen, wo Wärme sowieso das ist, was man erzeugen will, also z. B. bei Elektroherd, Elektroheizung und Wasserkocher. Unerwünscht ist die Wärmeentstehung erstens deshalb, weil die dabei umgesetzte Energie nicht mehr für das verwendet werden kann, was man eigentlich vorhat, also einen Verlust darstellt. Außerdem ist die Wärme auch unerwünscht, weil die Geräte zu heiß werden und kaputtgehen können, und man sie deshalb kühlen muß. Elektrische leistung aufgaben lösungen pdf. Drittes besteht die Gefahr, daß die Wärme einen Brand verursachen kann. Vielleicht ist diese Seite hier für Dich hilfreich:
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