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hier findest du öffentlich zugänglich die Materialien für diesen Versuch. Es ist alles da.
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https://www.schulentwicklung.nrw.de/lehrplaene/lehrplannavigator-s-ii/gymnasiale-oberstufe/physik/hinweise-und-beispiele/se2.html
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Ich freue mich über Unterstützung.
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max.metelmann
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Hallo Herr Metelmann
Ich habe folgendes Problem:
Aufgabe 1
P = I^2 * R liefert P = ( 0,2 A) ^2* 26,6 Ohm = 1,06 W ~ 1,1 W
Aber P = U^2/R liefert P = (1,6 V)^2/ 26,6 Ohm = 0,096 W Die zweite Berechnung
Da passt was nicht, entweder ist der Strom oder der Spannungsabfall falsch.
Wissen sie welches Ergebnis richtig ist ? ─ zhgffghk1 18.04.2021 um 20:02
Ich habe folgendes Problem:
Aufgabe 1
P = I^2 * R liefert P = ( 0,2 A) ^2* 26,6 Ohm = 1,06 W ~ 1,1 W
Aber P = U^2/R liefert P = (1,6 V)^2/ 26,6 Ohm = 0,096 W Die zweite Berechnung
Da passt was nicht, entweder ist der Strom oder der Spannungsabfall falsch.
Wissen sie welches Ergebnis richtig ist ? ─ zhgffghk1 18.04.2021 um 20:02
Ahhh ha, musste eine Weile überlegen, wie du an die 1,6 V kommst. Ich glaube, du nimmst sie von Seite 9. Dort als Spannungsabfall zwischen U_links und U_rechts. Nein, auf gar keinen Fall. Mann muss für die Verlustleistung ja extra die Spannung U durch R*I ersetzen, weil man den Spannungsabfall eben nicht so leicht bestimmen kann, da sich ja die Spannung in einer Reihenschaltung in jedem Leiterelement ändert. Wohingegen die Stromstärke KONTANT bleibt. Ganz wichtig: Die Verlustleistung bei einem langen Leiter immer über die Stromstärke berechnen.
Wenn du einen Widerstand eingebaut hast und da misst du dann einen Spannungsabfall von U_R, dann ist das etwas anderes, aber bei einer langen Leitung geht das so nicht, weil du den Spannungsabfall in jedem Leiterelement (z.B. 1 cm) berechnen müsstest. ─ max.metelmann 18.04.2021 um 22:49
Wenn du einen Widerstand eingebaut hast und da misst du dann einen Spannungsabfall von U_R, dann ist das etwas anderes, aber bei einer langen Leitung geht das so nicht, weil du den Spannungsabfall in jedem Leiterelement (z.B. 1 cm) berechnen müsstest. ─ max.metelmann 18.04.2021 um 22:49
Es ist richteg, der Spannungsabfall errechnet sich schon über den Widerstand R ( Leitung) * I , der Strom ist auch konstant aber die Spannungen eben auch. Das hat ein Herr Ohm bewiesen. Dann können die Spannungen Trafo rechts und Trafo links nicht stimmen.
Wieso muss ich in jedem Leiterelement pro Zentimeter messen.
Der Leitungswiderstand errechnet sich :
R = L* Rho/ A . Durch Länge L * Spezwischen Widerstand und Querschnittsfläche A ist der Widerstand bestimmt. Hier wurde der Querschnitt schon eingerechnet und der spez.Widerstand pro m angegeben.
Im gegebenen Beispiel haben wir 0,2 A * 5,4 Ohm/m *2*2 m = 4,32 V, Spannungsabfall auf der gesamten Leitung. Zusätzlich noch 1 V aus 0,2 A * 2,5 ohm * 2 auf den Spulen. Was in Summe dann 5,32 V und nicht 1,6 V entspricht. Die Leistung entspricht dann P = 5,32 V * 0,2 A =`1,06 W. was man auch durch (0,2 A)^2 * 26,6 Ohm oder (5,32V)^2/26,6 Ohm erhält.
Wenn also auf der einen Seite 82, V eingespeist werden, dann können auf der anderen Seite nur 82 V - 4,32 V = 77,68 V ankommen. Spulenwiderstand ausser acht gelassen. ─ zhgffghk1 19.04.2021 um 16:57
Wieso muss ich in jedem Leiterelement pro Zentimeter messen.
Der Leitungswiderstand errechnet sich :
R = L* Rho/ A . Durch Länge L * Spezwischen Widerstand und Querschnittsfläche A ist der Widerstand bestimmt. Hier wurde der Querschnitt schon eingerechnet und der spez.Widerstand pro m angegeben.
Im gegebenen Beispiel haben wir 0,2 A * 5,4 Ohm/m *2*2 m = 4,32 V, Spannungsabfall auf der gesamten Leitung. Zusätzlich noch 1 V aus 0,2 A * 2,5 ohm * 2 auf den Spulen. Was in Summe dann 5,32 V und nicht 1,6 V entspricht. Die Leistung entspricht dann P = 5,32 V * 0,2 A =`1,06 W. was man auch durch (0,2 A)^2 * 26,6 Ohm oder (5,32V)^2/26,6 Ohm erhält.
Wenn also auf der einen Seite 82, V eingespeist werden, dann können auf der anderen Seite nur 82 V - 4,32 V = 77,68 V ankommen. Spulenwiderstand ausser acht gelassen. ─ zhgffghk1 19.04.2021 um 16:57
Hey, ja ich verstehe deinen Unmut. Ich habe mich jetzt auch noch einmal eingelesen und weiß genau, was du meinst.
Ich habe jetzt gerade noch einmal die theoretische Gesamtstromstärke berechnet. Der Gesamtwiderstand beträgt ja, 26,6 Ohm --> eigentlich müsste in der Leitung ein Strom von ca. 3 A fließen. Die 0,2 A sind ja weit daneben.
Das Problem liegt meiner Meinung nach daran, dass wir immer nur die OHMSCHEN Wiederstände von Leitung und den Spulen betrachten. Von den komplexen induktiven Widerständen in einem Wechselstromkreis redet hier keiner. Und glaube ich liegt der Hund im Pfeffer. Der induktive Widerstand der beiden Spulen ist sehr hoch und drückt die Stromstärke. Es geht hier aber um die OHMSCHEN Verluste. Und diese lassen sich halt einfach viel leichter über die Gesamtstromstärke + die ohmschen Widerstände der Leitung berechnen. Am Ende ist eben vor allem wichtig, welche Werte GEMESSEN werden, da sich für uns die theoretischen Zusammenhänge nicht so einfach ergeben. Immens ist ja auch der Verlust beim transformieren. Sind ja ca. 15%. Wahnsinn ─ max.metelmann 19.04.2021 um 20:40
Ich habe jetzt gerade noch einmal die theoretische Gesamtstromstärke berechnet. Der Gesamtwiderstand beträgt ja, 26,6 Ohm --> eigentlich müsste in der Leitung ein Strom von ca. 3 A fließen. Die 0,2 A sind ja weit daneben.
Das Problem liegt meiner Meinung nach daran, dass wir immer nur die OHMSCHEN Wiederstände von Leitung und den Spulen betrachten. Von den komplexen induktiven Widerständen in einem Wechselstromkreis redet hier keiner. Und glaube ich liegt der Hund im Pfeffer. Der induktive Widerstand der beiden Spulen ist sehr hoch und drückt die Stromstärke. Es geht hier aber um die OHMSCHEN Verluste. Und diese lassen sich halt einfach viel leichter über die Gesamtstromstärke + die ohmschen Widerstände der Leitung berechnen. Am Ende ist eben vor allem wichtig, welche Werte GEMESSEN werden, da sich für uns die theoretischen Zusammenhänge nicht so einfach ergeben. Immens ist ja auch der Verlust beim transformieren. Sind ja ca. 15%. Wahnsinn ─ max.metelmann 19.04.2021 um 20:40
Wenn du ein paar Ansätzer lieferst und dein Problem konkretisierst, helfen wir dir aber natürlich gerne! :) ─ 1+2=3 15.04.2021 um 19:09