Elektrische Leistung und Energie berechnen

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1 Elektrische Leistung und Energie berechnen 1.) 2.) 3.) 4 P. 4.) 5.) 6.) 7.) 8.) Ein Heizkörper für 230 V nimmt 4 A auf. Berechnen Sie seine Leistungsaufnahme. Ein Leuchtkörper für 230 V hat eine Leistungsaufnahme von 1265 W. Berechnen Sie seinen Stromverbrauch. Ein 120 Ω - Widerstand wird an 230 V angeschlossen. a) Wie gross ist seine Leistung? b) Welche Energie wird in 20 Stunden in Wärme umgesetzt? Welche Energie ist nötig, um einen 5 kw Boiler in 6 Stunden 12 Minuten aufzuheizen? Wie lange kann ein 6 kw Heizofen mit der Energie 19.5 kwh betrieben werden? (Resultat in Stunden und Minuten) Ein 4.7 kω - Widerstand darf mit maximal 1 W belastet werden. Welche höchstzulässige Spannung darf am Widerstand abfallen? Eine Leitung mit 1.5 Ω - Widerstand wird mit 10 A belastet. Wie gross ist der Leistungsverlust in der Leitung? Eine 75 W Lampe bleibt von Uhr bis Uhr eingeschaltet. Wie gross sind die Energiekosten, wenn für 1kWh 16 Rappen verrechnet werden?

2 Elektrische Leistung und Energie 1.) Eine Leitung hat einen Widerstand von 2.5Ω. Es fliesst ein Strom von 6A durch diese Leitung. Berechnen Sie den Leitungsverlust. 2.) Wie lange kann ein 20kW-Elektromotor mit der Energie von 72kWh betrieben werden? (Zeitangabe wenn nötig in h, min. und s) 3.) Ein 3kW-Elektrogerät hat einen Widerstand von 125Ω. Berechnen Sie die Nennspannung.

3 4.) Simon vergisst im Lagerraum die Lampe zu löschen. Sie bleibt 36h versehentlich eingeschaltet. Berechnen Sie die verlorene elektrische Energie. Lampendaten: 230V / 75W 5.) 4 P. Ein Videorecorder nimmt im Betrieb rund 25 W auf und wird im Jahr 400 Stunden aktiv genutzt. Zusätzlich ist er während 8760 Bereitschaftsstunden pro Jahr im Standby- Modus. Er benötigt dafür 4 W/h. a) Berechnen Sie die verwendete Energie im Jahr. b) Berechnen Sie die jährlichen Stromkosten des Recorders bei einem Strompreis von 22 Rp./kWh.

4 6.) Welche Belastbarkeit in W muss ein Widerstand haben, an dem eine Spannung von 75V abfällt und ein Strom von 275mA hindurchfliesst. 7.) Ein 20kΩ-Widerstand wird mit 625mA belastet. Wie gross muss seine Leistung sein? 8.) Wie lang kann ein 7 000W-Elektrogerät mit der Energie von 50.75kWh betrieben werden? (Zeitangabe wenn nötig in h, min. und s)

5 9.) Ein Elektromotor mit der Nennspannung 230V und dem Nennstrom 6.5A wird während 6h 45min. betrieben. Berechnen Sie die elektrische Energie. 10.) Wie lange kann eine 100W-Lampe für den Betrag von CHF 4.50 betrieben werden bei einem Energiepreis von 25Rp./kWh. (Zeitangabe wenn nötig in h, min. und s)

6 Kombination des ohmschen Gesetzes mit der Leistungsgleichung Leistung bei Spannungsänderung Der Wirkungsgrad 1.) Eine 2 200W Kochplatte hat einen Widerstand von 95Ω. Berechnen Sie die Nennspannung. 2.) Ein 4.7kΩ Widerstand darf mit maximal 2W belastet werden. Welche höchstzulässige Spannung darf an den Widerstand gelegt werden? 3.) Ein 5W Widerstand hat einen Widerstand von 4.7MΩ. Berechnen Sie die Nennspannung. 4.) Eine Leitung hat einen Widerstand von 1.2Ω. Sie wird mit 6A belastet. Wie gross ist der Leistungsverlust der Leitung? 5.) Eine 600W Bohrmaschine mit der Nennspannung 230V ist an 225V angeschlossen. Welche Leistung nimmt sie auf? 6.) Ein 20Ω Widerstand wird mit 500mA belastet. Wie gross muss seine Leistung sein? 7.) Wie gross ist die Leistung einer 1.8kW Kochplatte bei 10% Überspannung und bei 15% Unterspannung? 8.) Ein Gleichstrommotor nimmt 12.5kW elektrische Leistung auf und gibt 10kW mechanische Leistung ab. a) Wie gross sind die Verluste? b) Wie gross ist sein Wirkungsgrad? 9.) Ein Generator nimmt eine mechanische Leistung (Bewegungsenergie) von 25kW und gibt 20kW elektrische Leistung ab. a) Wie gross sind die Verluste? b) Wie gross ist sein Wirkungsgrad? 10.) Ein Gleichstrommotor hat einen Wirkungsgrad η von Er gibt 12.5kW mechanische Leistung ab. a) Welche elektrische Energie nimmt er auf? b) Wie gross sind die Verluste? 11.) Ein Generator nimmt 125kW mechanische Energie auf. Er hat einen Wirkungsgrad η von a) Welche elektrische Leistung gibt er ab? b) Wie gross sind die Verluste? 12.) Ein Gleichstrommotor nimmt eine elektrische Energie von 8 500W auf. Die Verluste betragen 750W. a) Wie gross ist sein Wirkungsgrad η? b) Welche mechanische Energie gibt er ab? 1

7 13.) Ein Ventilator gibt eine mechanische Energie von 120W ab. Die Verluste betragen 20W. a) Wie gross ist sein Wirkungsgrad η? b) Welche elektrische Energie nimmt er auf? 14.) Ein Generator mit einem Wirkungsgrad η von 0.8 hat 725MWh elektrische Energie erzeugt. a) Welche mechanische Energie hat er aufgenommen? b) Wie gross sind die Energieverluste? 15.) Ein Gleichstrommotor mit einem Wirkungsgrad η von 0.85 hat 35MWh elektrische Energie aufgenommen. a) Welche mechanische Energie hat er abgegeben? b) Wie gross sind die Energieverluste? 16.) Ein 6kW Drehstrommotor mit 90% Wirkungsgrad treibt einen Gleichstromgenerator mit dem Wirkungsgrad η 0.8 an. a) Wie gross ist die aufgenommene Leistung? b) Welche Leistung gibt der Generator ab? c) Mit welchem Wirkunsgrad arbeitet die Umformergruppe? 17.) Welche Belastbarkeit muss ein Vorwiderstand haben, an dem eine Spannung von 63V abfallen soll, wenn in ihm ein Strom von 120mA durchfliesst? 18.) Ein Thyristor hat einen Durchlasswiderstand von 3mΩ bei einem Strom von 155A. Wie gross ist die Verlustleistung? 19.) Wie gross sind der Widerstand und der Strom einer Lampe, die bei einer Spannung von 230V eine Leistung von 100W aufnimmt? 20.) Welche Spannung darf an einem 2W Widerstand mit 1.5MΩ höchstens liegen, und welches ist der höchstzulässige Strom? 2

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