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Aufgabe 29 (Elektrizitätslehre, Arbeit und Leistung)
Ein Elektromotor hat einen Wirkungsgrad von 90 %. Was besagt diese Angabe?

Ein Stern

Aufgabe 30 (Elektrizitätslehre, Arbeit und Leistung)
Eine Lampe für 6 V wird von einem Strom der Stärke 0,2 A durchflossen.
a) Welche Leistung hat die Lampe?
b) Die Batterie ist nach 7 Stunden leer. Wie viel Arbeit wurde verrichtet?

Formel
Zwei Sterne

Aufgabe 31 (Elektrizitätslehre, Arbeit und Leistung)
In einer Küche soll ein Mikrowellengerät mit 800 W und eine Kochplatte mit 2 kW gleichzeitig an einer Steckdose mit 230 V Spannung betrieben werden. Mit welchen Strom muss die Sicherung für die Küche mindestens belastet werden können?

Formel
Zwei Sterne

Aufgabe 32 (Elektrizitätslehre, Arbeit und Leistung)
Es ist mehr als 100 Jahre her, dass Oskar von Miller, Gründer des Deutschen Museums, die erste Fernübertragung elektrischer Energie 1882 in Betrieb nahm. In Miesbach (57 km von München) trieb eine Dampfmaschine einen 1400 V-Generator an, der 1,5 PS elektrischer Leistung in eine Leitung aus zwei Kupferdrähten einspeiste.
Im Münchner Glaspalast wurde mit der übertragenen Energie ein künstlicher Wasserfall von 2 m Höhe betrieben. In der Leitung ging ein Drittel der eingespeisten Leistung verloren.
a) Machen Sie nähere Angaben über den Wasserfall: Welche Größen können Sie aus den Angaben erschließen? Die übrigen Größen kombinieren Sie sinnvoll.
b) Machen Sie nähere Angaben über die Leitungsdrähte.
c) Die Übertragungsverluste sind heute nicht mehr so hoch? Wie erreicht man das? Begründen Sie, warum diese Maßnahme hilft.
 

Formel
Zwei Sterne

Aufgabe 33 (Elektrizitätslehre, Arbeit und Leistung)
Ein Vertreter bietet Ihnen einen elektrischen Durchlauferhitzer an, der 8 l heißes Wasser pro Minute liefern soll. Der Hauptvorteil sei, dass Sie nicht einmal Ihre 10-A-Sicherung auswechseln brauchen.
Kaufen Sie das Gerät oder werfen Sie den Kerl hinaus? (Beides mit physikalischer Begründung)
 

Formel
Zwei Sterne

Aufgabe 34 (Elektrizitätslehre, Arbeit und Leistung)
Ein Autoakku hat eine sog. "Kapazität" von 75 Ah (Ampere-Stunden; 1 Ah bedeutet, dass z.B. 1 h lang Strom der Stärke 1 A fließt).
a) Welche Ladung fließt, bis der Akku "leer" ist?
b) Welche Arbeit wird frei, wenn die Spannung 12 V beträgt?
c) Was kostet das Aufladen, wenn man Verlust nicht berücksichtigt? (0,10 €/kWh)

Formel
Ein Stern

Aufgabe 35 (Elektrizitätslehre, Arbeit und Leistung)
In einer Wohnung werden 5 normale Glühlampen von jeweils 60 W durch Energiesparlampen von 11 W ersetzt. Jede Lampe brennt im Durchschnitt 1,5 h pro Tag. Wie groß ist die Einsparung in einem Jahr, wenn eine kWh 0,20 € kostet?

Formel
Ein Stern

Aufgabe 36 (Elektrizitätslehre, Arbeit und Leistung)
Das Wasserkraftwerk Walchensee, das erste Wasserkraftwerk Deutschlands, hat eine Leistung von 124 MW. Welche Menge Steinkohle kann damit im Laufe eines Tages Betrieb eingespart, wenn man einen Wirkungsgrad von 24% annimmt. (Heizwert Steinkohle: 30 MJ/kg)

Formel
Ein Stern

Aufgabe 37 (Elektrizitätslehre, Arbeit und Leistung)
Ein Staubsauger habe bei 230 V eine Leistung von 1200 W.
a) Wie groß ist der fließende Strom?
b) Durch einen Kabelbruch entsteht ein Kurzschluss mit einem Restwiderstand von 1,5 Ohm. Berechne den Kurzschlussstrom.

Formel
Zwei Sterne

Aufgabe 38 (Elektrizitätslehre, Arbeit und Leistung)
Ein Durchlauferhitzer kann maximal mit 75 A bei 220 V Spannung betrieben werden. In welcher Zeit kann er 9l Wasser liefern, wenn dieses von 14°C auf 65°C erhitzt werden soll?

Formel
Zwei Sterne

Aufgabe 802 (Elektrizitätslehre, Arbeit und Leistung)
Hochspannungsleitung Warum wird die Elektroenergie vom Kraftwerk zu den Abnehmern (Industrie, Städte) mit einer möglichst hohen Spannung übertragen?
a) Die Industrie benötigt eine so hohe Spannung für die Maschinen.
b) Es ist im Kraftwerk technisch einfacher, eine so hohe Spannung zu erzeugen.
c) Dadurch wird die Stromstärke kleiner und die Verlustleistung ist gering.
 
 

Formel
Zwei Sterne

Aufgabe 840 (Elektrizitätslehre, Arbeit und Leistung)

Die Netzspannung beträgt in Deutschland nach IEC 60038 230 V +/- 10%.
Ein Wasserkocher wird mit  diesen 230 V betrieben und erwärmt in einer bestimmten Zeit eine Menge Wasser bis zur Siedetemperatur.
Um wie viel Prozent steigt die Zeit zum Erwärmen im Vergleich zur Normspannung, wenn die Spannung ihren niedrigsten zulässigen Wert hat. (Der Widerstand der Heizspirale im Wasserkocher soll für diesen Spannungsbereich konstant sein)
 

Formel
Zwei Sterne

Aufgabe 847 (Elektrizitätslehre, Arbeit und Leistung)
Eine TV-Anlage, bestehend aus Fernseher, SAT-Receiver, DVD-Player und Video-Recorder,  lässt im Stand-By-Betrieb einen Strom von 120 mA fließen. Was kostet der Betrieb der Geräte  pro Jahr in diesem Wartezustand, wenn  Anlage im Durchschnitt am Tag 3 Stunden zum Fernsehen benutzt wird? Eine Kilowattstunde Elektroenergie kostet etwa 15 Cent.
 

Formel
Zwei Sterne

Lösung nur mit Zugang

Aufgabe 859 (Elektrizitätslehre, Arbeit und Leistung)
Eine Glühlampe 6V/ 2,4 W ist an 5 in Reihe geschaltete Akkus angeschlossen. Jeder Akku hat eine Spannung von 1,2V und Kapazität von 2700 mAh. Wie lange kann die Lampe höchstens leuchten, bis die Akkus leer sind?
 

Formel
Zwei Sterne

Lösung nur mit Zugang

Aufgabe 860 (Elektrizitätslehre, Arbeit und Leistung)
Ein Verlängerungskabel hat einen Widerstand von 0,5 Ohm. Damit wird einmal ein Gerät mit 230 V/100 W und ein anderes Mal ein Gerät mit 12 V/100 W an der jeweils passenden Spannungsquelle betrieben.
Berechnen Sie für beide Fälle die Leistung, die in dem Kabel umgesetzt wird.
Interpretieren sie das Ergebnis.
 

Formel
Drei Sterne

Aufgabe 943 (Elektrizitätslehre, Arbeit und Leistung)
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Die Lampe 6V/3W

(Bild
1
von 3)
Eine Glühlampe 6V/3W wird an eine regelbare Spannungsquelle angeschlossen. Sie leuchtet bei einer Stromstärke von 400 mA mit einer bestimmten Helligkeit.
Nun wird die Lampe gegen eine andere mit 6V/6W ausgetauscht und die Spannung so eingestellt, dass wieder 400 mA fließen. Wie verhält sich jetzt die Helligkeit der 6W-Lampe gegenüber der 3W-Lampe?
a) Sie ist deutlich dunkler.
b) Beide leuchten etwa gleich hell.
c) Sie ist deutlich heller.
 
 

 
 

Formel
Zwei Sterne

Aufgabe 991 (Elektrizitätslehre, Arbeit und Leistung)
rosetta Nach über 10 Jahre Flugzeit hat die europäische Raumsonde Rosetta am 12. November 2014 den Lander Philae auf dem Kometen P67/Churyumov-Gerasimenko abgesetzt. Damit hat erstmalig eine Sonde die Oberfläche eines Kometen erreicht.

Zum Zeitpunkt der Landung war der Komet, der von Rosetta umrundet wird, 3,0 AE entfernt. Die elektrische Versorgung der Raumsonde wird von zwei Solarmodulen von jeweils 31 m2 Fläche gewährleistet, die einen Wirkungsgrad von 15% haben. Die Module sind drehbar angeordnet, so dass sie sich immer direkt ins Sonnenlicht ausrichten können.
Welche elektrische Leistung steht Rosetta in 3,0 AE Sonnenabstand zur Verfügung?

(Quelle: ESA)

 

Formel
Zwei Sterne