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==Aufgaben zu Energieverlusten und Wirkungsgrad==
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==Praktikum: Messen der Leistung==
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====Material====
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[[Datei:Praktikum Leistung.jpg|thumb|right|300px]]
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* 1 Steckbrett mit ca. 10 Verbindungssteckern
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* 1 Flachbatterie 4,5V
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* 2 Kabel mit 2 Klemmen
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* 2 Lämpchen mit Fassungen
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* 2 Multimeter mit je 2 Kabeln
  
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====Arbeitsauftrag====
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*Messt in den verschiedenen Schaltungen wieviel Watt Leistung (P) (oder Energiestromstärke) die Batterie und die Lämpchen haben.
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Energieumlader<br/>(-wandler)
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#Dazu sollt ihr in allen Stromkreisen die verschiedenen Potentiale messen und farbig in die Schaltpläne einzeichnen. Der Minuspol der Batterie soll die Erde sein, also auf 0 Volt liegen. Aus den Potentialen könnt ihr die Spannung U (Potentialunterschied) in Volt an den Bauteilen berechnen.
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#Dann müßt ihr die Stromstärken an allen Bauteilen messen und in den Schaltplan eintragen.
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Wirkungsgrad ca.
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#Aus Spannung und Stromstärke könnt ihr die Leistung der Bauteile berechnen.
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#Versucht die Versuchsergebnisse logisch zu erklären und schreibt eure Begründung auf.
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Energieabgabe mit<br/>(Energieform)
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Pflanze
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35%
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Holz, Körner,...
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<br/>(chemische Energie)
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Solarzelle
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18%
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|rowspan="5"|Elektrizität<br/>(elektrische Energie)
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Kernkraftwerk
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33%
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Kohlekraftwerk
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35%
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Windkraftanlage
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50%
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Wasserkraftwerk
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Generator
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<br/>(Fahrrad-Nabendynamo)
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85%
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<br/>(60%)
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Elektrizität<br/>(elektrische Energie)
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Lautsprecher
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0,3%
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|rowspan="5"|Bewegung<br/>(Bewegungsenergie)
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alter Dampfmotor
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<br/>("Dampfmaschine")
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Mensch
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30%
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Benzinmotor
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Elektromotor
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95%
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Glühlampe
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4%
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|rowspan="4"|Licht<br/>(Lichtenergie)
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Energiesparlampe
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16%
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LED
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20%
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Glühwürmchen
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90%
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Gasheizung
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85%
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|rowspan="2"|Wärme<br/>(Wärmeenergie)
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Elektroheizung
+
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+
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100%
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'''1)''' "Ein Automotor hat einen Wirkungsgrad von ca. <math>1/3 \approx 33 \%</math>."
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====Schaltungen====
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:Was ist damit gemeint?
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:[[Datei:Praktikum_Leistungsmessung_Schaltpläne.png|600px]]
  
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:'''a)''' Ein Lämpchen an der Batterie angeschlossen.
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|style="vertical-align:top;"|
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'''2)''' In diesem Energieflussdiagramm ist der Weg der Energie bei einem Kohlekraftwerk dargestellt.
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              | Batterie | Lämpchen |
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:'''a)''' Mit welchem Energieträger geht die meiste Energie der Kohle "verloren"?
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Spannung U    |          |          |
−
:'''b)''' Welchen Wirkungsgrad hat das Kohlekraftwerk ohne Energietransport zum Verbraucher und mit Transport zum Verbraucher?
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              |          |          |
−
:'''c)''' Bei einem Kraftwerk mit "Kraft-Wärme-Kopplung" werden die umliegenden Gebäude durch die Wärme des Kraftwerks geheizt und mit warmem Wasser versorgt. Durch große Rohre wird diese "Fernwärme" bis in die Häuser geleitet. Kleinere Anlagen werden auch "Blockheizkraftwerk" genannt.
+
Stromstärke I |          |          |
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:Erkläre was der Vorteil der "Kraft-Wärme-Kopplung" gegenüber einem normalen Kraftwerk ist. Warum macht es einen Unterschied, ob es Sommer oder Winter ist?
+
              |          |          |
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|
+
Leistung P    |          |          |
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[[Datei:Energieflussbild Kohlekraftwerk.png|369px]]
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              |          |          |
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+
 
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'''3)''' Werden viele Energieumlader zu einer Kette geschaltet, so berechnet sich der Gesamt-Wirkungsgrad, indem man alle einzelnen Wirkungsgrade multipliziert. ([[Energieverluste_und_der_Wirkungsgrad_von_Energiewandlern#Wirkungsgrad|Tabelle von Wirkungsgraden]])
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:'''b)''' Zwei Lämpchen parallel geschaltet.
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<br/>Fährt ein Mensch Fahrrad, der vorher ein Brot gegessen hat, so soll die Energie mit der Bewegung abgegeben werden:
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[[Datei:Energieumladerkette_Vegetarier.png|514px]]
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              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
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:<math> 35\% \cdot 30\% = 0{,}35 \cdot 0{,}3 = 0{,}105 =10{,}5 \%</math>
+
Spannung U    |          |            |            |
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Der Wirkungsgrad beträgt insgesamt ca. 10%. Das heißt ca. 10% der Energie aus dem Sonnenlicht ist in der Bewegung angekommen.
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              |          |            |            |
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Stromstärke I |          |            |            |
 +
              |          |            |            |
 +
Leistung P    |          |            |            |
 +
              |          |            |            |
  
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'''a)''' Berechne den Gesamt-Wirkungsgrad von:
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:'''c)''' Zwei Lämpchen in Reihe geschaltet.
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#einer Glühlampe, die von einem Kohlekraftwerk betrieben wird.
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#der Energieumladerkette der Dampfmaschine: Dampfmotor > Generator > Glühlampe.
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−
'''b)''' Vergleiche den Wirkungsgrad von:
+
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
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#einem Benzinauto mit einem Elektroauto, das den Akku mit einem Kohlekraftwerk lädt.
+
Spannung U    |          |            |            |
−
#einer Gasheizung mit einer Elektroheizung, die von einem Kohlekraftwerk angetrieben wird.
+
              |          |            |            |
 +
Stromstärke I |          |            |            |
 +
              |          |            |            |
 +
Leistung P    |          |            |            |
 +
              |          |            |            |

Aktuelle Version vom 22. Juli 2026, 10:39 Uhr

Praktikum: Messen der Leistung

Material

Praktikum Leistung.jpg
  • 1 Steckbrett mit ca. 10 Verbindungssteckern
  • 1 Flachbatterie 4,5V
  • 2 Kabel mit 2 Klemmen
  • 2 Lämpchen mit Fassungen
  • 2 Multimeter mit je 2 Kabeln

Arbeitsauftrag

  • Messt in den verschiedenen Schaltungen wieviel Watt Leistung (P) (oder Energiestromstärke) die Batterie und die Lämpchen haben.
  1. Dazu sollt ihr in allen Stromkreisen die verschiedenen Potentiale messen und farbig in die Schaltpläne einzeichnen. Der Minuspol der Batterie soll die Erde sein, also auf 0 Volt liegen. Aus den Potentialen könnt ihr die Spannung U (Potentialunterschied) in Volt an den Bauteilen berechnen.
  2. Dann müßt ihr die Stromstärken an allen Bauteilen messen und in den Schaltplan eintragen.
  3. Aus Spannung und Stromstärke könnt ihr die Leistung der Bauteile berechnen.
  4. Versucht die Versuchsergebnisse logisch zu erklären und schreibt eure Begründung auf.

Schaltungen

Praktikum Leistungsmessung Schaltpläne.png
a) Ein Lämpchen an der Batterie angeschlossen. 
              | Batterie | Lämpchen |
Spannung U    |          |          |
              |          |          |
Stromstärke I |          |          |
              |          |          |
Leistung P    |          |          |
              |          |          |
b) Zwei Lämpchen parallel geschaltet. 
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
Spannung U    |          |            |            |
              |          |            |            |
Stromstärke I |          |            |            |
              |          |            |            |
Leistung P    |          |            |            |
              |          |            |            |
c) Zwei Lämpchen in Reihe geschaltet. 
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
Spannung U    |          |            |            |
              |          |            |            |
Stromstärke I |          |            |            |
              |          |            |            |
Leistung P    |          |            |            |
              |          |            |            |
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