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Elektrische Leistung

Das Typenschild verrät, wie viel Leistung ein Gerät aufnimmt — und damit, was eine Betriebsstunde kostet.

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Übungsaufgaben

Dreißig Übungen, fortlaufend nummeriert: Aufgaben zum Klicken, Ziehen und Knobeln wechseln sich mit Rechen- und Eingabeaufgaben ab. Jede Übung gibt dir sofort eine Rückmeldung, und zu jeder Aufgabe gibt es zwei gestufte Tipps.

A1
Das Formel­dreieck
AFB I

Im Formeldreieck steht P oben, U und I stehen unten nebeneinander. Berechne in drei Runden jeweils die gesuchte Größe: Decke sie ab, wähle die passende Formel und rechne aus.

Drei Schritte je Runde: 1. Decke im Dreieck die gesuchte Größe ab (anklicken). 2. Wähle die Formel, die das Dreieck jetzt zeigt. 3. Rechne aus und trage das Ergebnis ein. Tastatur: Tab zu den Feldern, Enter wählt.

P?U?I?
  1. Gesuchte Größe abdecken
  2. Formel wählen
  3. Ausrechnen
Liegen die übrigen Größen nebeneinander, wird multipliziert (P = U · I); liegen sie übereinander, teilt man die obere durch die untere (I = P : U, U = P : I).
Decke immer die Größe ab, die in der Frage gesucht ist — die beiden anderen stehen in der Aufgabe.
Oben gesucht: U · I. Unten gesucht: P geteilt durch die andere untere Größe, also z. B. I = 4,8 W : 6,0 V.
A2
Trick­aufgabe: Wer leistet am meisten?
AFB II

Ordne die Geräte nach ihrer Leistung ein — die größte Leistung nach oben.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1 Akku-Rasenmäher: 36 V, 8,0 A
2 Halogenlampe: 12 V, 4,2 A
3 Lötkolben: 230 V, 0,20 A
4 Autoradio: 12 V, 1,5 A
5 USB-Ladegerät: 5,0 V, 3,0 A
6 Nachtlicht: 230 V, 0,03 A
P = U · I: 288 W, 50,4 W, 46 W, 18 W, 15 W, 6,9 W. Die hohe Netzspannung allein macht ein Gerät nicht leistungsstark — es zählt das Produkt.
Berechne für jedes Gerät P = U · I, bevor du sortierst.
Lass dich nicht von den 230 V blenden: 230 V · 0,03 A sind nur 6,9 W.
A3
Ein Modell­motor hebt
AFB IIMix

Ein Modellmotor (6,0 V, 0,80 A) hebt in 4,0 s ein Wägestück von 0,50 kg um 1,2 m an (g = 9,81 N/kg). Werte den Versuch aus.

Alle vier Felder ausfüllen, dann prüfen. Enter prüft ebenfalls.
P = 6,0 V · 0,80 A = 4,8 W; Ezu = 4,8 W · 4,0 s = 19,2 J; Enutz = 0,50 kg · 9,81 N/kg · 1,2 m ≈ 5,89 J; η ≈ 5,89 J : 19,2 J ≈ 30,7 %.
Die Nutzenergie ist hier die Lageenergie des Wägestücks: E = m · g · h.
Ezu = P · t = 4,8 W · 4,0 s; η = Enutz : Ezu, dann mal 100 %.