W und P des Stroms Teil 2 < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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Arbeit von Strom Teil 2
Hi Freunde, also noch Mals Danke!
Ich schreibe mal hier Aufgaben mit den Lösungen auf und mein Problem!
Wenn ihr zu irgendeiner Aufgabe was wisst, was mir weiterhilft wäre ich euch sehr dankbar!
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1. Ein Akku speichert bei 1,2V Spannung eine Ladung von 2200mAh. Er hat eine Masse von 75g. Nach welcher Zeit ist er beim Anschluss an einen 22 Ohm-Widerstand entladen? [Antwort 40,3h]
geg:
U=1,2V
Q=2200mAh = 2,2Ah = 2,2*60*60= 7920As
R= 22 Ohm
M=0,075kg
Ges=
T=?
T=Q/I
T=7920As/I
I=R/U
I=22 Ohm/1,2V
I=18,33 A
T=7920As/18,33 A
T=432,07s/60/60
T=0,12h
Wie hoch könnte er sich selbst mit Hilfe der entsprechenden Vorrichtung heben, wenn die Hälfte seiner elektrischen Energie in Hubarbeit umgesetzt würde? [Antwort 6459m]
Ges=
H=?
W=U*Q
W=1,5V*7920As
W=11880J
11880/2 = 5940J
5940J=mgh
5940J=0,075kg*9,81*h /(0,075kg*9,81)
8073,33m=h
Auf welche Endgeschwindigkeit könnte der mit 50% seiner Energie beschleunigt werden? [Antwort 1282km/h]
Ges=
V2=?
W=U*Q
W=1,5V*7920As
W=11880J
11880/2 = 5940J
5940=1/2mv²
5940=1/2*0,075kg*v² /(1/2*0,075kg)
158400=v² Wurzel
397,99km/h=v
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2. Eine Monozelle kann bei 1,5V Spannung 5h lang eine Stromstärke von 1A liefern. Sie kostet 2,5. Um wie viel ist die Energie aus der Batterie teuer als die gleiche Energie aus dem Netz, wenn dafür 27Cent je kWh berechnet werden? (Batterie 333,33/kWh; Netz:0,27 /kWh; 1235-mal teurer)
Geg:
U=1,5V
T=5h=18000s
I=1 A
Kosten 2,5
W=U*Q
W=1,5V*Q
Q=I*t
Q=1 A*18000s
Q=18.000As
W=1,5V*18.000As
W=27.000Ws
27kWs zu 27kWh =27kWs*60*60
=972000kWh
27Cent*972000kWh= 26244/kWh
spätestens hier merkt man das da ein Fehler sein muss!
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3. Ein elektrisches Bügeleisen hat folgende Daten: 220V; 400W. Die Messung der am Bügeleisen anliegenden Spannung ergibt 216V. Um wie viel Prozent wird hierdurch die Leistungsaufnahme des Bügeleisens vermindert? (386W; 3,5%)
Geg:
U= 220V
P= 400W
Wirkungsgrad= 216*100/220
= 98,19%
100%-98,19%=1,81%
400W*98,19/100=392,73W
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4. Ein Wasserfall, der je Sekunde 420l Wasser führt, betreibt einen Generator. Bei einem Wirkungsgrad der Stromerzeugung von 77% können 381.100W-Glühlampen betrieben werden. Aus welcher Höhe fällt das Wasser? Die Antwort ist 12m, aber ich bekomme 120m raus.
Geg:
t=1s
m=420 Lieter
Wirkungsgrad=77%
P=381.100W
Ges:
H=?
X=381.100W*100/77
X=494.935,06W
W=P*t
W=494.935,06W*1s
W=494.935,06Ws
Epot=m*g*h
494.935,06W=420kg*9,81*h
494.935,06W=4120,2N*h /4120,2N
120,12m =h
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5. Eine Lampe (6V; 20W) soll an einer Spannung von 15 V betrieben werden. Welche elektrische Leistung wird am erforderlichen Vorwiderstand in Wärmeleistung umgewandelt?
Wie groß ist die Gesamtleistung der Schaltung? Berechnen Sie den Gesamtwiderstand!
Die Lösung (30W; 50W; 4,5Ohm)
Also bei der Aufgabe verstehe ich gar nichts.
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| Status: |
(Antwort) fertig  | | Datum: | 20:14 Di 10.05.2005 | | Autor: | leduart |
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> 1. Ein Akku speichert bei 1,2V Spannung eine Ladung von
> 2200mAh. Er hat eine Masse von 75g. Nach welcher Zeit ist
> er beim Anschluss an einen 22 Ohm-Widerstand entladen?
> [Antwort 40,3h]
>
> geg:
> U=1,2V
> Q=2200mAh = 2,2Ah = 2,2*60*60= 7920As
Umrechnung unnötig, wenn man die Zeit in Stunden Will
> R= 22 Ohm
> M=0,075kg
>
> Ges=
> T=?
>
> T=Q/I
>
> T=7920As/I
>
> I=R/U
Falsch: aus U=R*I folgt I=? bei dir wird der Strom größer, wenn der Widerstand größer ist und kleiner, wenn die Spannung größer wird. Unter Gleichungen sollt man sich immer was vorstellen!
> I=22 Ohm/1,2V
> I=18,33 A
>
> T=7920As/18,33 A
> T=432,07s/60/60
> T=0,12h
Folgefalsch!
>
> Wie hoch könnte er sich selbst mit Hilfe der entsprechenden
> Vorrichtung heben, wenn die Hälfte seiner elektrischen
> Energie in Hubarbeit umgesetzt würde? [Antwort 6459m]
>
> Ges=
> H=?
>
> W=U*Q
> W=1,5V*7920As
Warum nicht 1,2V wie in der Aufgabe? daher der Fehler!
> W=11880J
> 11880/2 = 5940J
>
> 5940J=mgh
> 5940J=0,075kg*9,81*h /(0,075kg*9,81)
> 8073,33m=h
>
> Auf welche Endgeschwindigkeit könnte der mit 50% seiner
> Energie beschleunigt werden? [Antwort 1282km/h]
>
> Ges=
> V2=?
>
> W=U*Q
> W=1,5V*7920As
Warum nicht 1,2V wie in der Aufgabe? siehe oben
> W=11880J
> 11880/2 = 5940J
>
> 5940=1/2mv²
> 5940=1/2*0,075kg*v² /(1/2*0,075kg)
> 158400
Einheit fehlt! =v² Wurzel
Erstens falsches W, wegen falschem v. Zweitens falsche [mm] Einheit:1J=1kgm^{2}/s^{2}
[/mm]
> 397,99km/h=v
kommt in m/s raus, muß man in km/h umrechnen!
>
> -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
> 2. Eine Monozelle kann bei 1,5V Spannung 5h lang eine
> Stromstärke von 1A liefern. Sie kostet 2,5. Um wie viel
> ist die Energie aus der Batterie teuer als die gleiche
> Energie aus dem Netz, wenn dafür 27Cent je kWh berechnet
> werden? (Batterie 333,33/kWh; Netz:0,27 /kWh; 1235-mal
> teurer)
>
> Geg:
> U=1,5V
> T=5h=18000s
> I=1 A
> Kosten 2,5
>
> W=U*Q
> W=1,5V*Q
>
> Q=I*t
> Q=1 A*18000s
> Q=18.000As
>
> W=1,5V*18.000As
> W=27.000Ws
>
> 27kWs=27kws*60s*60s
da kommen nicht kWh sondern sowa komisches wie [mm] kWs^{3} [/mm] raus! Wenn du MIT Einheiten rechnest vermeidest du solche Fehler! [mm] 1s=\bruch{1}{3600}h
[/mm]
27kWs=27kW* [mm] \bruch{1}{3600}h
[/mm]
> =972000kWh
falsch siehe oben
> 27Cent*972000kWh= 26244/kWh
>
> spätestens hier merkt man das da ein Fehler sein muss!
>
> -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
> 3. Ein elektrisches Bügeleisen hat folgende Daten: 220V;
> 400W. Die Messung der am Bügeleisen anliegenden Spannung
> ergibt 216V. Um wie viel Prozent wird hierdurch die
> Leistungsaufnahme des Bügeleisens vermindert? (386W; 3,5%)
>
> Geg:
> U= 220V
> P= 400W
>
> Wirkungsgrad= 216*100/220
> = 98,19%
falsch! Wie in der vorigen Aufgabe gezeigt ist die Leistung proportional zu [mm] U^{2} [/mm] nicht zu U.
du mußt also ausrechnen um wieviel sich [mm] U^{2} [/mm] ändert!
>
> 100%-98,19%=1,81%
>
> 400W*98,19/100=392,73W
>
> ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
> 4. Ein Wasserfall, der je Sekunde 420l Wasser führt,
> betreibt einen Generator. Bei einem Wirkungsgrad der
> Stromerzeugung von 77% können 381.100W-Glühlampen betrieben
> werden. Aus welcher Höhe fällt das Wasser? Die Antwort ist
> 12m, aber ich bekomme 120m raus.
>
> Geg:
> t=1s
> m=420 Lieter
> Wirkungsgrad=77%
> P=381.100W
>
> Ges:
> H=?
>
> X=381.100W*100/77
> X=494.935,06W
>
> W=P*t
>
> W=494.935,06W*1s
> W=494.935,06Ws
>
> Epot=m*g*h
> 494.935,06W=420kg*9,81*h
> 494.935,06W=4120,2N*h /4120,2N
> 120,12m =h
> Dein Fehler liegt hier nur am lesen der Aufgabe: 381 Glühlampen von je 100W sonst macht das Wort Glühlampen keinen Sinn, damit hast du 381oo W. der Rest deiner Rechng ist richtig!°
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> 5. Eine Lampe (6V; 20W) soll an einer Spannung von 15 V
> betrieben werden. Welche elektrische Leistung wird am
> erforderlichen Vorwiderstand in Wärmeleistung umgewandelt?
> Wie groß ist die Gesamtleistung der Schaltung? Berechnen
> Sie den Gesamtwiderstand!
> Die Lösung (30W; 50W; 4,5Ohm)
> Also bei der Aufgabe verstehe ich gar nichts.
1. Schritt aus P und U R berechnen, I berechnen. I ist dann der Strom der durch die Lampe fliessen darf, also auch durch den Vorwdstd fließen muss
2. Schritt aus 15V und I den Gesamtwiderstand ausrechnen:
3. Schritt VorWdst= GesamtWdstd-Lampenwdstd.
4. aus [mm] P=I^{2}*R [/mm] lassen sich alle Leistungen berechnen!
Und immer mit Einheiten rechnen um Formelfehler zu vermeiden
Gut, dass du diesmal Lösungen und Versuche gepostet hast!
Gruss leduart
>
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Hi,
also erstmal besten Dank! Du hast mir wirklich sehr sehr sehr geholfen.
Zu der Frage 5
5. Eine Lampe (6V; 20W) soll an einer Spannung von 15 V betrieben werden. Welche elektrische Leistung wird am erforderlichen Vorwiderstand in Wärmeleistung umgewandelt?
Wie groß ist die Gesamtleistung der Schaltung? Berechnen Sie den Gesamtwiderstand!
Die Lösung (30W; 50W; 4,5Ohm)
Hier ist meine Lösung! Ist der Lösungsweg richtig?
P=20W
U=6V
U2=15V
R=(U*U2)/P
R=(6*15)/20
R=4,5 Ohm
P=I*U
I=P/U
I=20W/6V
I=3,3333A
P=I²*R
P=3,3333A²*4,5 Ohm
P=50W
Gesamtwiderstand ist 50 Ohm, aus der Aufgabe entnommen ist der Lampenwiderstand 20 Ohm.
VorWdstd= GesamtWdstd - LampenWdstad
VorWdstd= 50 Ohm - 20 Ohm
VorWdstd= 30 Ohm
Also ich hoffe, dass ich es jetzt richtig verstanden habe und nochmals Danke für die Hilfe!
R=
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 12:05 Mi 11.05.2005 | | Autor: | leduart |
Hallo
> Hi,
> also erstmal besten Dank! Du hast mir wirklich sehr sehr
> sehr geholfen.
da du ja auch gearbeitet hast gern
> Zu der Frage 5
> 5. Eine Lampe (6V; 20W) soll an einer Spannung von 15 V
> betrieben werden. Welche elektrische Leistung wird am
> erforderlichen Vorwiderstand in Wärmeleistung umgewandelt?
> Wie groß ist die Gesamtleistung der Schaltung? Berechnen
> Sie den Gesamtwiderstand!
> Die Lösung (30W; 50W; 4,5Ohm)
>
> Hier ist meine Lösung! Ist der Lösungsweg richtig?
>
> P=20W
> U=6V
>
> U2=15V
>
> R=(U*U2)/P
das ist falsch! U2 hat mit der Lampe nichts zu tun! (das was draufsteht, 20W, 6V bestimmt ihren Widerstand, der Hersteller weiss ja nicht, wo man sie anschließt)
> R=(6*15)/20
[mm] RL=U^{2}/P =36V^{2}/20VA
[/mm]
> R=4,5 Ohm
falsch RL=1,8 [mm] \Omega [/mm]
> PL=I*U
> I=P/U
>
> I=20W/6V
> I=3,3333A
richtig.
>
> P=I²*R
> P=3,3333A²*4,5 Ohm
> P=50W
falsch, hier rechnest du (allerdings mit dem falschen R die Leistung der Lampe aus.
richtig ist: Gesamtleistung Pg= U2*I =15V*3,33A
> Gesamtwiderstand ist 50 Ohm, aus der Aufgabe entnommen ist
> der Lampenwiderstand 20 Ohm.
du hast NICHT den Gesamtwdstd berechnet sondern die Gesamtleistung! Wdstd nicht angegeben sondern Leistung: Gesamtwdstd:
[mm] R_{ges}=U_{ges}/I_{ges}=15V/3,33A
[/mm]
>
> VorWdstd Rv= GesamtWdstd - LampenWdstad Rv=Rg-RL
>
> VorWdstd= 50 Ohm - 20 Ohm
> VorWdstd= 30 Ohm
falsch, siehe oben
>
> Also ich hoffe, dass ich es jetzt richtig verstanden habe
leider nicht! das mit dem Widerstand =Leistung find ich schon sehr leichtsinnig.
Es fehlt noch Gesamtleistung, siehe oben, Wärmeleistung am Vorwiderstand =Gesamtleistung -Leistungan Lampe, Zur Probe auch [mm] P(Vorwdstd)=I^{2}*Rv
[/mm]
Du hast irgendwie auf die gegebenen Werte gestarrt und deine Rechnungen so zurecht gebogen, dass die Zahlen rauskamen. Es ist SEHR nützlich verschiedene Bezeichnungen für verschiedene Größen zu verwenden! also hier RL, Rv, Rges, entsprechend für PL, Pv, PL nur I ist überall gleich. das sollte man aber einzeln aufschreiben:IL=Ir=Iv=Iges. Uv+Ur=Uges; Pv+Pr=Pges ; Rv+RL=Rges.
Wenn du die Überlegungen am Anfang aufschreibst, siehst du besser, was du tun musst und was dir noch fehlt!
Gruss leduart
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| Status: |
(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 21:02 Mi 11.05.2005 | | Autor: | Imperialo |
Leduart Danke!
ich habs jetzt begriffen.
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