Wirkungsgrad - Realschule Ditzingen

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Wirkungsgrad
Bei allen Maschinen wird mehr Energie
eingesetzt, als genutzt wird. Die ungenutzte
Energie geht in Form von Wärme „verloren“.
Das kann man in einem Energieflussdiagramm
darstellen:
Genutzte Energie
Eingesetzte
Energie
Maschine
(Energieumwandlung)
Ungenutzte Energie (Wärme)
Beispiel Auto:
Von der chemischen Energie (eingesetzte Energie)
im Benzin werden nur 16% in Bewegungsenergie
(genutzte Energie) umgewandelt. Der Rest wird in
Form von Wärme und Abgasen abgegeben
(ungenutzte Energie).
Der Wirkungsgrad eines Autos beträgt 16%.
Aufgabe:
Zeichne für dieses Beispiel ein Energieflussdiagramm
wie auf der vorigen Folie. Fülle dazu die Pfeile mit
den Energieformen und den Prozentzahlen aus und
beschrifte das Quadrat entsprechend.
Wirkungsgrade im Überblick
Glühlampe
Leuchtstoffröhre
Dampfmaschine
Benzinmotor
Dampfturbine
Wasserturbine
Kochplatte
Generator
Elektromotor
Wasserkocher
5%
15%
15%
35%
40%
90%
90%
98%
98%
98%
Wirkungsgraddefinition
Der Wirkungsgrad gibt an, welcher Anteil der aufgewendeten
Energie in nutzbringende Energie umgewandelt wird.
Der Wirkungsgrad bekommt das Formelzeichen  (eta).
Die Einheit ist 1 oder Prozent (%).
Der Wirkungsgrad lässt sich über folgende Formel berechnen:
𝜂=
𝑔𝑒𝑛𝑢𝑡𝑧𝑡𝑒 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑒
𝐸𝑛𝑢𝑡𝑧
=
𝑎𝑢𝑓𝑔𝑒𝑤𝑒𝑛𝑑𝑒𝑡𝑒 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑒
𝐸𝑎𝑢𝑓
bzw.
𝜂=
𝑔𝑒𝑛𝑢𝑡𝑧𝑡𝑒 𝐿𝑒𝑖𝑠𝑡𝑢𝑛𝑔
𝑃𝑛𝑢𝑡𝑧
=
𝑎𝑢𝑓𝑔𝑒𝑤𝑒𝑛𝑑𝑒𝑡𝑒 𝐿𝑒𝑖𝑠𝑡𝑢𝑛𝑔
𝑃𝑎𝑢𝑓
Übungen zum Wirkungsgrad
1. Bei einem Elektromotor eines
Modellflugzeuges beträgt die aufgewendete
Energie 118 J. Davon können lediglich 79 J zur
Fortbewegung genutzt werden.
2. Die Leistung einer Energiesparlampe beträgt
11 W. Davon werden 2,75 W zur Beleuchtung
genutzt.
Ergebnisse
1. 0,67 = 67%
2. 0,25 = 25%
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