Die elektrische Leistung Ist physikalische Größe die misst, wie viel Energie ein Stromkreis benötigt, um während einer bestimmten Zeit zu arbeiten, Beeinflussung also am elektrischen Energieverbrauch elektrischer Geräte. Je größer die elektrische Leistung, desto höher der Energieaufwand. Die elektrische Leistung kann zur Berechnung des Energieaufwands für Elektroinstallationen verwendet werden.
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Themen dieses Artikels
- 1 - Zusammenfassung der elektrischen Leistung
- 2 - Was ist elektrische Energie?
-
3 - Maßeinheit der elektrischen Leistung
- Wie lauten die Formeln für elektrische Energie?
- → Elektrische Leistung bezogen auf elektrischen Widerstand und elektrischen Strom
- → Elektrische Leistung bezogen auf elektrische Spannung und elektrischen Widerstand
- → Elektrische Leistung bezogen auf elektrische Spannung und elektrischen Strom
- → Elektrische Leistung bezogen auf Energie und Zeit
- 4 - Wie berechnet man die elektrische Leistung?
-
5 - Arten der elektrischen Energie
- → Wirkleistung
- → Elektrische Blindleistung
- → Scheinbare elektrische Leistung
- 6 - Gelöste Übungen zum Thema elektrische Energie
Zusammenfassung der elektrischen Leistung
A Leistung Elektrisch misst die Menge an elektrischer Energie, die während eines Zeitintervalls an Stromkreise abgegeben wird.
Die Maßeinheit für elektrische Leistung ist das Watt.
Aus den Beziehungen zwischen elektrischem Widerstand, elektrischer Spannung und elektrischem Strom lässt sich die elektrische Leistung berechnen.
Elektrische Leistung kann Wirk-, Blind- oder Scheinleistung sein.
Die Wirkleistung ist diejenige, die bei der Umwandlung elektrischer Energie in andere Nutzenergie verwendet wird, Licht, Bewegung und Wärme verursacht und in Kilowatt gemessen wird (kW).
Blindleistung ist die nutzlose Leistung, die nicht von der Wirkleistung verbraucht wurde, gemessen in Kilovolt-Ampere Blindleistung (kVAR).
Scheinleistung ist die resultierende Leistung in einem Stromkreis, gemessen in Kilowattampere (kW A).
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Was ist elektrische Energie?
Elektrischer Strom ist ein Skalare physikalische Größe, die die Menge misst Energie Strom gewährt Stromkreise während eines Zeitintervalls. Je größer die elektrische Leistung des Geräts ist, desto größer ist der Energieverbrauch. Deshalb sind Duschen und Klimaanlagen die größten Stromverbraucher im Haushalt.
Maßeinheit der elektrischen Leistung
Entsprechend Internationales Einheitensystem (SI), Die Maßeinheit für elektrische Leistung ist das Watt., dargestellt durch den Buchstaben W, zu Ehren des Wissenschaftlers James Watt (1736-1819), der sein Kopiergerät, seinen Rotationsmotor und andere patentieren ließ und die Dampfmaschine perfektionierte.
Wie lauten die Formeln für elektrische Energie?
→ Elektrische Leistung bezogen auf elektrischen Widerstand und elektrischen Strom
\(P=R\cdot i^2\)
P → elektrische Leistung, gemessen in Watt \([W]\).
R → elektrischer Widerstand, gemessen in Ohm \([Ω ]\).
ich → elektrischer Strom, gemessen in Ampere \([A ]\).
→ Elektrische Leistung bezogen auf elektrische Spannung und elektrischen Widerstand
\(P=\frac{U^2}R\)
P → elektrische Leistung, gemessen in Watt \([W]\).
U → elektrische Spannung, gemessen in Volt \([V]\).
R → elektrischer Widerstand, gemessen in Ohm \([Ω ]\).
→ Elektrische Leistung bezogen auf elektrische Spannung und elektrischen Strom
\(P=i\cdot ∆U\)
P → elektrische Leistung, gemessen in Watt \([W]\).
ich → elektrischer Strom, gemessen in Ampere \([A ]\).
\(∆U\) → elektrische Spannungsschwankung, auch elektrische Potenzialdifferenz genannt, gemessen in Volt \([V]\).
→ Elektrische Leistung bezogen auf Energie und Zeit
\(P=\frac{E}{∆t}\)
P → elektrische Leistung, gemessen in Kilowatt \([kW ]\).
UND → Energie, gemessen in Kilowatt pro Stunde \([kWh ]\).
T → Zeitschwankung, gemessen in Stunden \( [H ]\).
Wie berechnet man die elektrische Leistung?
Die elektrische Leistung wird anhand der Angaben in den Abrechnungen berechnet. Wenn es sich um eine Übung zum Stromverbrauch handelt, verwenden wir die Formel für elektrische Leistung im Verhältnis zu Energie und Zeitschwankungen. Wenn es sich jedoch um eine Übung zu elektrischen Schaltkreisen handelt, verwenden wir die Formeln für die damit verbundene elektrische Leistung Elektrische Spannung, elektrischer Strom und/oder elektrischer Wiederstand. Nachfolgend sehen wir Beispiele für diese beiden Formen.
Beispiel 1:
Wie groß ist die elektrische Leistung einer Dusche, die monatlich 22.500 Wh Energie verbraucht und jeden Tag für 15 Minuten eingeschaltet wird?
Auflösung:
Lassen Sie uns zunächst Minuten in Stunden umrechnen:
\(\frac{15\ min}{60\ min}=0,25\ h\)
Da es jeden Tag verbunden ist, haben wir monatlich:
\(0,25\ h\cdot 30\ Tage=7,5\ h\)
Anschließend berechnen wir die elektrische Leistung mithilfe der Formel, die sie mit der Energie- und Zeitschwankung in Beziehung setzt:
\(P=\frac{E}{∆t}\)
\(P=\frac{22500}{7,5}\)
\(P=3\ kW\)
Die elektrische Dusche hat eine elektrische Leistung von 3 kW bzw. 3000 Watt.
Beispiel 2:
Wie hoch sind die elektrische Leistung und die Spannung in einem Stromkreis mit einem 100-Ω-Widerstand, der einen Strom von 5 führt?A?
Auflösung:
Zunächst berechnen wir die elektrische Leistung mithilfe der Formel, die sie mit dem elektrischen Widerstand und dem elektrischen Strom in Beziehung setzt:
\(P=R\cdot i^2\)
\(P=100\cdot 5^2\)
\(P=100\cdot 25\)
\(P=2500\ W\)
\(P=2,5\ kW\)
Anschließend berechnen wir die elektrische Spannung anhand der Formel, die sie mit der elektrischen Leistung und dem elektrischen Widerstand in Beziehung setzt:
\(P=\frac{U^2}R\)
\(2500=\frac{U^2}{100}\)
\(U^2=2500\cdot 100\)
\(U^2=250000\)
\(U=\sqrt{250000}\)
\(U=500\ V\)
Man hätte die elektrische Spannung aber auch mit der Formel berechnen können, die sie mit elektrischer Leistung und elektrischem Strom in Beziehung setzt:
\(P=i\cdot ∆U\)
\(2500=5\cdot ∆U\)
\(∆U=\frac{2500}5\)
\(∆U=500\ V\)
Auch sehen:Das erste Ohmsche Gesetz – das Verhältnis des elektrischen Widerstands zu elektrischer Spannung und elektrischem Strom
Arten der elektrischen Energie
Elektrische Leistung kann in Wirkleistung, Blindleistung oder Scheinleistung unterteilt werden.
→ Wirkleistung
Wirkleistung, auch elektrische Wirkleistung genannt tatsächliche oder nutzbare elektrische Leistung, ist diejenige, die an die übermittelt wird Aufladung fähig, elektrische Energie in eine andere nutzbare Energieform umzuwandeln (nützliche Arbeit) und dabei Licht, Bewegung und Wärme zu erzeugen. Sie wird in Kilowatt gemessen (kW).
→ Elektrische Blindleistung
Elektrische Blindleistung, auch Blindleistung genannt nutzloser Strom, ist das, was bei der Umwandlung elektrischer Energie in andere Formen nutzbarer Energie nicht verwendet, gespeichert und gespeichert wird wird im Generator wiederhergestellt und dient als konstanter Weg, den die aktive Energie nimmt, um nützliche Arbeit zu leisten und die Wicklungen zu magnetisieren Ausrüstung. Sie wird in KiloVolt-Ampere Blindleistung gemessen (kVAR).
→ Scheinbare elektrische Leistung
Die elektrische Scheinleistung ist die Gesamtleistung in einem Stromkreis Summe aus Wirkleistung und Blindleistung. Sie wird in Kilowattampere gemessen (kWA).
Übungen zur elektrischen Energie gelöst
Frage 1
(PUC)
Strom wird mithilfe von lichtempfindlichen Zellen, sogenannten photovoltaischen Solarzellen, durch Licht erzeugt. Photovoltaikzellen bestehen im Allgemeinen aus Halbleitermaterialien mit kristallinen Eigenschaften und sind auf Siliziumdioxid abgeschieden. Diese zu Modulen oder Paneelen gruppierten Zellen bilden Photovoltaik-Solarmodule. Die von einem Solarpanel erzeugte Energiemenge ist durch seine Leistung begrenzt, d. h. ein 145-W-Panel erzeugt bei sechs nützlichen Stunden Sonnenlicht etwa 810 Watt pro Tag.
Quelle: http://www.sunlab.com.br/Energia_solar_Sunlab.htm
Überprüfen Sie, wie viele Stunden das beschriebene Panel eine 9-Watt-Leuchtstofflampe brennen lässt.
A) 9 Uhr
B) 18 Uhr
C) 58 Stunden
D) 90 Stunden
Auflösung:
Alternative D
Wir berechnen die von der Schalttafel gelieferte Energie anhand der Formel, die sie mit Leistung und Zeit in Beziehung setzt:
\(P=\frac{E}{∆t}\)
Mit einer Leistung von ca. 810 Watt pro Tag verfügen wir über die Energie von:
\(810=\frac{E}{24}\)
\(E=810\cdot 24\)
\(E=19\ 440\ W\cdot h\)
Der Energieverbrauch der Lampe tagsüber beträgt also:
\(9=\frac{E}{24}\)
\(E=9\cdot 24\)
\(E=216\ W\cdot h \)
Wenn wir die von den Panels erzeugte Energiemenge mit dem Energieverbrauch der Lampen gleichsetzen, erhalten wir:
\(19440=216\cdot t \)
\(t=90\h\)
Somit funktionieren die Lampen 90 Stunden lang, wenn sie an das Panel angeschlossen sind.
Frage 2
(IFSP)Beim Betreten eines Baustoffhandels sieht ein Elektriker die folgende Anzeige:
SPAREN: 15 W Leuchtstofflampen haben die gleiche Leuchtkraft (Ausleuchtung)
als 60-W-Glühlampen.
Um Strom zu sparen, tauscht der Elektriker laut Anzeige eine Glühbirne aus Glühlampen durch eine fluoreszierende und kommt zu dem Schluss, dass in 1 Stunde die elektrische Energieeinsparung in kWh betragen wird In
A) 0,015.
B) 0,025.
C) 0,030.
D) 0,040.
E) 0,045.
Auflösung:
Alternative E
Um die Einsparung elektrischer Energie zu berechnen, berechnen wir zunächst den Energieverbrauch der Leuchtstoff- und Glühlampe mithilfe der Formel für die elektrische Leistung:
\(P=\frac{E}{∆t}\)
\(E=P\cdot ∆t\)
Die Energie der Leuchtstofflampe beträgt:
\(E_{fluoreszierend}=P\cdot ∆t\)
\(E_{fluoreszierend}=15\cdot1\)
\(E_{fluoreszierend}=15\ Wh\)
Um den Wert in Kilowattstunden zu erhalten, müssen wir durch 1000 dividieren, also:
\(E_{fluoreszierend}=\frac{15\ Wh}{1000}=0,015\ kWh\)
Die Energie der Glühlampe beträgt:
\(E_{Glühlampe}=P\cdot∆t\)
\(E_{Glühlampe}=60\cdot1\)
\(E_{Glühlampen}=60\ Wh\)
Um den Wert in Kilowattstunden zu ermitteln, müssen wir durch 1000 dividieren, also:
\(E_{Glühlampe}=\frac{60\ Wh}{1000}=0,060\ kWh\)
Die Energieeinsparungen betragen daher:
\(Wirtschaftlichkeit=E_{Glühlampe}-E_{Fluoreszenzlampe}\)
\(Wirtschaft=0,060-0,015\)
\(Wirtschaft=0,045\)
Von Pamella Raphaella Melo
Physik Lehrer
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