Leistung, Arbeit, Energie

Versuch:

U₁ = 6 V , U₂ = 12 V

Beobachtung: Obwohl Lampe 2 mit einer höheren Spannung betrieben wird, leuchtet Lampe 1 heller.

Ursache: Lampe 1 hat eine größere Leistung, es fließt ein höherer Strom:

Leistung: P - Einheit: W (Watt)

Arbeit: W - Einheit: Ws

Beispiel: Föhn 1200 W , t = 0,5 h , Preis 0,25 ^DM/_kWh → W = 1200W * 0,5h = 600Ws → 0,6kWh * 0,25^DM/_kWh = 0,15DM

Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten.

Energie: E ; Einheit: Ws

Kapazität: 600mAh (Kosten: 3,00DM)

1.) Welche Arbeit kann diese Batterie(Zelle) verrichten, wenn die Spannung 1,4V beträgt?

2.) Was würde diese Energie aus der Steckdose kosten (0,25^DM/_kWh)?

1.) W = P * t = U * I * t → W = 1,4V * 600mAh = 840mWh

2.) W = 0,00084kWh

Kosten: 0,00084kWh * 25^Pf/_kWh = 0,021Pf

Der Effektivwert einer Wechselspannung gibt an, wie groß eine Gleichspannung sein müsste, um die selbe Leistung in einem Verbraucher zu erzeugen, wie die Wechselspannung.

P = U*I    I = U/R     ; P = U²/R      → P ~ U²

- u(t)   quadrieren   →   u²(t)

-Mittelwert von u²(t) bilden → u̅² = ^Û²/₂

- Wurzel ziehen aus u̅²

→ $\mathrm{U<msub>eff</msub>}=\sqrt{\mathrm{u̅²}}$
→ $\mathrm{U<msub>eff</msub>}=\sqrt{\frac{\mathrm{û²}}{2}}$
$=\frac{û}{\sqrt{2}}$
$=\frac{1}{\sqrt{2}}\cdot Û$

Für sinusförmige Wechselspannungen gilt:

Aufgabe:

Bestimmen Sie bitte

  - die Periodendauer T   →  abgelesen: T = 1ms

  - die Frequenz f   →  F = ¹/_T ; F = 1000Hz

  - den Spitzenwert Û   →  abgelesen: Û = 2V

- den Spitze-Spitze-Wert Upp → abgelesen: Upp= 4V

  - den Momentanwert zur Zeit t = 0,6ms   →   abgelesen: U(t=0,6ms)= -1,2V

  - den Arithmetischen Mittelwert U_AV   →   U_AV = 0V (der Mittelwert von -2V bis 2V)

  - den Effektivwert U_eff →  $\mathrm{U<msub>eff</msub>}=\frac{û}{\sqrt{2}}=\mathrm{1.414\; V}$

Batterien

Grösse