Energieumwandlung im Stromkreis
Inhalt
Energietransport
Vergleich zwischen Antrieb eines Fahrrads und Stromkreis
Der elektrische Strom in einem Stromkreis besteht aus sich bewegenden Elektronen.
Man kann sich die Vorgänge im elektrischen Stromkreis vielleicht leichter vorstellen, wenn man an Bekanntes wie z. B. eine Fahrradkette denkt. Durch die Bewegung der Pedale wird die Kette in Bewegung gesetzt und kann Energie an das Hinterrad übertragen. Die Tretkurbel mit den Pedalen entspricht in dem Modell der Spannungsquelle, die Kette ist der Stromkreis, die Kettenglieder sind die Elektronen.
Das Hinterrad entspricht einem elektrischen Bauteil wie z. B. einer Glühbirne.
Genau wie die Kette und die Kettenglieder erhalten bleiben, wird auch der Strom in einem Stromkreis nicht verbraucht.
Die Bezeichnung „Verbraucher“ für die Geräte im Stromkreis ist irreführend. Diese Verbraucher behindern die Bewegung der Elektronen. Sie bilden einen Widerstand gegen die Bewegung.
verbindet man die Pole einer Batterie ohne Verbraucher, ist sie schnell leer, weil es zum Ladungsausgleich zwischen ihren beiden Polen kommt.
Je nach Aufbau des Stromkreises fließt mehr oder weniger Strom. Die Stromstärke drückt aus, wie viele Elektronen durch die Leitungen wandern.
Vergleich zwischen Antrieb eines Fahrrads und Stromkreis
Das Rad wird durch die Reibung in der Bewegung behindert. Der Elektronenstrom wird durch die Verbraucher, wie z. B. eine Glühlampe, behindert.
Die Bezeichnung „Verbraucher“ für die Geräte im Stromkreis ist irreführend. Diese Verbraucher behindern die Bewegung der Elektronen. Sie bilden einen Widerstand gegen die Bewegung.
Verbindet man die Pole einer Batterie ohne Verbraucher, ist sie schnell leer, weil es zum Ladungsausgleich zwischen ihren beiden Polen kommt.
Je nach Aufbau des Stromkreises fließt mehr oder weniger Strom. Die Stromstärke drückt aus, wie viele Elektronen durch die Leitungen wandern.
Vergleich zwischen Antrieb eines Fahrrads und Stromkreis
Das Rad wird durch die Reibung in der Bewegung behindert. Der Elektronenstrom wird durch die Verbraucher, wie z. B. eine Glühlampe, behindert.
Energieumwandlung
Beispiele für Energieumwandlung
In einem Stromkreis können verschiedene Arten von Energieumwandlungen Basisinfo ! stattfinden. Auch die elektrische Energie wird aus anderen Energieformen gewonnen.
In den folgenden Beispielen wird in allen Fällen Energie umgewandelt, nicht verbraucht. Energie kann nicht erzeugt werden und geht auch nicht verloren.
Wirkungsgrad
Alle Umwandlungen von Energie gelingen nicht vollständig. Meist geht ein Teil der Energie in Wärme über, die nicht weiter genutzt werden kann.
Wie viel von der zugeführten Energie genutzt werden kann, gibt der Wirkungsgrad an. Er ist das Verhältnis von genutzter und zugeführter Energie. Die Angabe erfolgt in Prozent. Beträgt der Wirkungsgrad bei einem Gerät 80 %, so können 20 % der zugeführten Energie nicht genutzt werden.
Berechne den Wirkungsgrad eines Gerätes, bei dem 1/4 der zugeführten Energie als Wärme verloren geht.
Training
Gib an, welche Form von Energie zugeführt wird und in welche sie umgewandelt wird (abgesehen von Verlusten).
Heizstrahler
zugeführte Energie:
gewünschte Energie:
Taschenlampe
zugeführte Energie:
gewünschte Energie:
Generator
zugeführte Energie:
gewünschte Energie:
Setze die richtigen Wörter aus der Liste in die Lücken ein.
behindern – Batterie – Kurzschluss – leer – Strom – Ladungsausgleich – Elektronen – Polen
Elektrischer |
wird nicht verbraucht. |
im Stromkreis |
die Bewegung der |
. |
Verbindet man die Pole einer |
ohne Elektrogerät, ist sie schnell |
. |
Es kommt zum |
zwischen ihren beiden |
, den man auch |
nennt. |
In einem Tauchsieder werden 2 % der Leistung für die Erwärmung des Siedestabs und der Zuleitungen verwendet.
Bei Elektrogeräten wird ein Teil der zugeführten elektrischen Energie in eine gewünschte Energieform umgewandelt, ein Teil in unerwünschte Wärme.
Finde einige Beispiele dafür.
Vergleicht in der Klasse.
Du bist nicht angemeldet.
Registriere dich oder melde dich an, um deinen Text zu dieser Aufgabe zu speichern.
Gib an welche dieser Aussagen stimmen.
Wer hat recht?
Begründe deine Entscheidung.
Du bist nicht angemeldet.
Registriere dich oder melde dich an, um deinen Text zu dieser Aufgabe zu speichern.
Markiere im folgenden Text die Sätze, die deiner Meinung nach nicht richtig sind.
Eine Hebemaschine hebt eine Masse von 80 kg 3 m hoch.
Berechne den Wirkungsgrad dieser Maschine, wenn sie für das Heben eine Energie von 3 000 J benötigt.
Merke
Sowohl in den Spannungsquellen als auch in den Verbrauchern finden Energieumwandlungen statt.
Bei fast allen Energieumwandlungen geht ein Teil der Energie in unerwünschte Energieformen über.
Je mehr Elektronen durch die Leitung wandern, desto größer ist die Stromstärke.