Leistung, Arbeit und Wirkungsgrad

PM2g / Elektrotechnik / Prüfung
Leistung, Arbeit u. Wirkungsgrad 2002 g.doc 1
Leistung, Arbeit und Wirkungsgrad
Zeit 45 Min.
Maximale Punktzahl 22 Pkt.
Hinweise Zu Textaufgaben gehört ein Geg: und ein Ges:
Der Lösungsweg muss klar ersichtlich sein!
Das Resultat ist soweit als möglich zu vereinfachen.
Führen Sie eine Einheitenkontrolle durch.
Ich wünsche Ihnen viel Erfolg!
Aufgabenstellung 1. Eine Halogenlampe nimmt an 12 V 6,25 A auf. Berechnen Sie:
a) den Betriebswiderstand der Lampe
b) die Nennleistung der Lampe
2. Ein Tauchsieder für 230 V hat eine Nennleistung von 700 W. Wie viel
weniger Leistung gibt der Tauchsieder bei 5 % Unterspannung ab?
3. Ein Fernsehgerät hat eine Nennleistung von 140 W und ist täglich
4 Stunden und 15 Minuten in Betrieb. Berechnen Sie die aufgenommene
elektrische Arbeit je Monat in kWh (1 Monat = 30 Tage).
4. Ein Toaster ist an 230 V angeschlossen und nimmt in 8 Minuten
160 Wh auf. Berechnen Sie die Stromstärke.
5. Eine Taschenlampenbatterie kann ein 3,5 V Glühlämpchen während
6 Stunden mit durchschnittlich 0,2 A betreiben. Wie gross ist der Arbeitspreis
pro kWh, wenn die Batterie Fr. 1,80 gekostet hat?
6. Berechnen Sie den Wirkungsgrad eines 18,5 kW Motors, wenn 1500 W
Verluste auftreten.
7. Durch die Turbine eines Wasserkraftwerkes fliessen, bei 19 m Fallhöhe
je Sekunde 110 l Wasser. Der Wirkungsgrad der Turbine beträgt 73 %,
der des Generators 89 %. Berechnen Sie:
a) die abgegebene Leistung der Turbine
b) die abgegebene Leistung des Generators
c) den Gesamtwirkungsgrad
2 Pkt.
4 Pkt.
2 Pkt.
2 Pkt.
4 Pkt.
2 Pkt.
6 Pkt.

PM2g / Elektrotechnik / Prüfung
Formelsammlung Leistung
F ⋅s P =
t
⎡ Nm ⎤
⎢ = W ⎥
⎣ s ⎦
(mechanische Leistung)
P = U ⋅I V ⋅ A = W (elektrische Leistung)
Leistung, Arbeit u. Wirkungsgrad 2002 g.doc 2
[ ]
Arbeit (Energie)
W = F⋅ s Nm = J = Ws (mechanische Arbeit)
[ ]
[ ]
W = P⋅ t Ws (elektrische Arbeit)
Wirkungsgrad
P
η =
P
oder
W
η =
W
ab ab
auf auf