3. Veranstaltung 14. November 2014
Heute Nachtrag Wiederholung Experimente mit der Leiterschaukel Elektroauto
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450 Scenario: +2 C bis 2030 In the 450 scenario, demand for fossil fuels peaks by 2020, and by 2030 zero-carbon fuels make up a third of the world's primary sourcs of demand.
Weiter wie bisher: +6 bis 2030 In the reference scenario, global demand grows by 40% between 2007 and 2030, with coal use rising most in absolute terms.
Wiederholung
Angabe physikalischer Größen Alle physikalische Größen werden in folgender Form angegeben: Physikalische Größe = Zahlenwert * Einheit Beispiel der Längenmessung: Physikalische Größe: Länge Zahlenwert: 6 Einheit: Länge des Maßstab
Basisgrößen und Basis-Einheiten Es gibt vier Basis-Einheiten: (MKSA Einheitensystem: Meter, Kilogramm, Sekunde, Ampère) Größe Einheit Abkürzung Länge Meter m Masse Kilogramm kg Zeit Sekunde s Elektrischer Strom Ampère A Temperatur Kelvin K +...
Abgeleitete Einheiten Die Einheiten anderer physikalischer Größen werden aus den Basis-Einheiten abgeleitet. Beispiel: Arbeit (und Energie) G: Gewichtskraft h: Höhe
Ableitung der Einheit für "Arbeit/Energie" Definition der Größe "Arbeit": A = G h Einheiten für "Kraft": m kg Definition [ G] = = N; 2 s Einheit für "Arbeit" (Energie): [ ] [ ] [ ] Definition A = G h = N m = J Die abgeleitete Einheit bekommt einen eigenen Namen: Joule (J)
Leistung Definition der Größe "Leistung" (engl.: "power") Leistung Geleistete Arbeit A = = Benötigte Zeit t (Δ: griechisches "delta" für Differenz)
Elektrische Energie-Einheiten Elektrische Leistung: L = I U [ I ] = A ( Ampere); [ U ] = V ( Volt); [ ] [ ] [ ] L = U I = V A = W ( Watt) Elektrische Arbeit: Verbraucher El. Strom I El. Spannung U Wieviel J sind 1 kwh? [ ] [ ] [ ] A= L t; A = L t = W s = J
Kilowatt (kw) und Kilowattstunde (kwh) Kilowatt ist eine Einheit für Leistung (L) Kilowattstunde ist eine Einheit für Arbeit (A) oder Energie (E) A= L t
Elektrischer Aufzug Schalter Elektromotor (Leistung L = 1 kw) Leitung vom Kraftwerk anschalten: Masse M=1000 t t 1 = 9 h
Elektrischer Aufzug Schalter Elektromotor (Leistung L = 1 kw) Leitung vom Kraftwerk aus t 2 = 12 h H =? Masse M=1000 t an t 1 = 9 h
Experimente: Magnetkraft
Die fundamentalen Naturkräfte 1. Gravitationskraft 2. Schwache Kraft 3. Elektromagnetische Kraft 4. Starke Kraft. Elektrische Kraft Magnetische Kraft. Elektroschwache Kraft
Elektrizität und Magnetismus Magnetische Wirkung eines stromdurchflossenen Leiters: Ablenkung einer Kompaßnadel kein el. Strom el. Strom fließt Süden Norden Süden Norden Kompaßnadel Kompaßnadel
Magnetische Kraft Leiter im Magneten: Wird der Leiter von einem el. Strom durchflossen, so erfährt er eine Kraft: ->Magnetische Kraft Elektrischer Strom Magnetkraft + Spannungsquelle (Batterie)
lektrische Strom Leiter im Magneten: Wird der Leiter durch eine mechanische Kraft bewegt, so fließt ein el. Strom. Elektrischer Strom Mechanische Kraft
Prinzip von Elektromotor und Generator Motor Generator Elektrischer Strom Elektrischer Strom Magnetkraft Mechanische Kraft + Spannungsquelle (Batterie) Verbraucher Elektromotor und elektrischer Generator sind eng miteinander verwandt.
Elektroauto
PKW mit Benzin- oder Dieselmotor Tankfüllung: 50 Liter Energiedichte Benzin/Diesel: 10 kwh/liter Æ Energieinhalt Tank B/D: 500 kwh PKW-Leistung: Energieverbrauch PKW: (u.a. abhängig von der Fahrweise) Æ Reichweite: 100 kw (136 PS) (50-100) kwh /100 km 500-1000 km
PKW mit Elektromotor Energievorrat der Batterie: (Lithium-Ionen-Batterie des Opel Ampera) 16 kwh Leistung des E-Motors: 111 kw (150 PS) Fahrzeit bei max. Leistung: < 9 Minuten! Reichweite: (bei gemäßigter Fahrweise mit 20 kw/100 km) 80 km
Zeit für die Ladung der Batterie Annahme: Starkstrom-Steckdose 230 V/16 A Æ Elektrische Leistung: (...steht am Anschluß zur Verfügung) 3.68 kw Voll-Ladung der Batterie in: 4,35 h Summe Ladezeit f. 500 km: (bei gemäßigter Fahrweise mit 50 kwh/100 km) mehr als ein Tag
Effizienz des Energie-Einsatzes
Energie-Kosten Elektrische Energie: ca. 0.25 /kwh Benzin/Diesel: (Umrechnung mit: 1,5 /l, 10 kwh/l) ca. 0.15 /kwh
Schlussfolgerungen Batterie speichert ca. 30x weniger Energie als 50 l B/D-Tank: --> geringe Reichweite. Batterie benötigt für die Aufladung viel Zeit. (> 4 h) Wie wird die elektrische Energie erzeugt? Ansprüche und Verhaltensweise müssen geändert werden!
Aktuell: Post vom Rektor Liebe Kolleginnen, liebe Kollegen am 3. November startet das Projekt RUHRAUTOe. Wir laden Sie herzlich ein, an der Auftaktveranstaltung am Willy-Brandt-Platz in Essen ab 10:00h teilzunehmen. Hier haben Sie die Möglichkeit Segways zu fahren, den Opel Ampera probezufahren und viele Informationen über Elektromobilität zu erhalten. Wer mit dem Gedanken spielt auf ein Elektroauto zu wechseln, kann dieses umweltfreundliche Fortbewegungsmittel ab sofort per CarSharing persönlich testen. Über 18 Monate kann jeder Elektroautos in Essen für kleines Geld testen und fahren. 20 Opel Amperas stehen im CarSharing bereit. Im Frühjahr kommen 10 E-Smart dazu. Alle weiteren Infos unter: www.ruhrauto-e.de. Unsere Universität ist einer der Hauptpartner des Projekts. Wir würden uns sehr freuen, wenn Sie die E-Autos bei RUHRAUTOe testen würden. Die Anmeldegebühr, die gleichzeitig zu 100% als Fahrguthaben genutzt werden kann, beträgt für Universitätsmitglieder nur 20,-- Euro. Mit den besten Grüßen Prof. Dr. Ulrich Radtke und Ferdinand Dudenhöffer
Verdrängung der Realität? opel AmperA click http://www.opel.de/content/dam/opel/europe/germany/nscwebsite/ de/01_vehicles/01_passengercars/ampera/katalog/ ampera_katalog_my12.0_v.6.pdf
Was die Leute wirklich wollen! <- click BMW X6 Active Hybride
Das war's für heute!