Name:_______________________________________________ Seite 1 von 33 E l e k t r i s c h e n L a d u n g (Q): 1.) Ordne die Bestandteile eines Atoms richtig zu: Ladung positiv a.) Proton neutral negativ positiv b.) Elektron neutral negativ positiv c.) Neutron neutral negativ Atomhülle/Atomkern Atomhülle Atomkern Atomhülle Atomkern Atomhülle Atomkern 2.) Welche der folgenden Aussagen sind richtig und welche sind falsch? Richtig Falsch a.) Unterschiedliche Ladungen ziehen sich an. b.) Hat ein Atom mehr Elektronen als Protonen, so ist es positiv geladen. c.) Elektrische Spannung besteht zwischen zwei Punkten mit gleicher Ladung. d.) Hat ein Atom mehr Protonen als Elektronen, dann ist es positiv geladen. e.) Ist die folgende Gleichung richtig? I = Q/t. 3.) Gib die Formelzeichen und Maßeinheit der Ladung an! Formelzeichen Maßeinheit 4.) Wieviel Amperesekunden (As) sind 1Amperestunde (1Ah)? 1 Ah = As PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 2 von 33 V o r s ä t z e: 1.) Gib den Faktor an, der einem bestimmten Vorsatz zugeordnet ist. 100000000 Beispiel: G M k m G d c da h 2.) Gibjeweils den zu der angegebenen Einheit gehörenden Zahlenwert an. 4700 Ω = kΩ 2,2 kV = V 6000 W = MW 4,7 pF = nF 200 mV = V 3.) Gib jeweils die Vorsätze an. 220 V = 0,22 6,55 GW = 0,0065 0,2 Ω = 200 2000 mA =2 470 kΩ = 0,47 PTS-Neulengbach V W Ω A Ω Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 3 von 33 Ohm´sc hes Gesetz: Berechne jeweils die fehlende Größe: 1.) U = 230 V, I = 0,5 A, R= Ω 2.) I = 0,2 A, R = 1000Ω , U= V 3.) U = 42 V, R = 200Ω , I= mA 4.) U = 12 V, I = 0,1 A, R= Ω Kreuze an ob die folgenden Aussagen richtig oder falsch sind! Richtig Falsch 5.) Je größer die Spannung, umso größer die Stromstärke. 6.) Je kleiner der Widerstand, umso kleiner die Stromstärke. 7.) Soll die Stromstärke konstant bleiben, so muss bei einer Spannungserhöhung der Widerstand ebenfalls erhöht werden. PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 4 von 33 O h m ´s c h e s G e s e t z : Berechne den Widerstand R: U = 336 V I=4A R= Ω Berechne die Spannung U: R = 40 Ω I = 2,2 A U= V Berechne die Stromstärke I: R = 769 Ω U = 116 V I= PTS-Neulengbach A Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 5 von 33 L e i t w e r t G (Kehrwert von R): Berechne jeweils den Leitwert: Hinweise zur Lösungseingabe: Ergebnisse bitte in S (Siemens) bzw. mS (Millisiemens) eingeben. 1.) U = 100 V, I = 500 mA G= mS 2.) U = 20 V, I = 0,8 A G= S 3.) R = 10 kΩ G= mS 4.) R = 20 Ω G= S Berechne den Leitwert G: R = 42 Ω G= S Berechne den Leitwert G: U = 11 V I = 3,5 A G= S PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 6 von 33 Berechne den Leiterwiderstand R einer Leitung mit Hilfe des spezifischen Widerstandes ρ (RHO)! 1) Querschnitt A = 70 mm2, Länge l = 3121 m Verwendetes Material: Kupfer (Cu) Spezifischer Widerstand von Cu ρ = 0,0178 (Ω · mm2)/m R= 2) Ω Querschnitt A = 1,5 mm2 Länge l = 659 m Verwendetes Material: Kupfer (Cu) Spezifischer Widerstand von Cu ρ = 0,0178 (Ω · mm2)/m R= Ω Lösung(zu 1): ρ·l 0,0178 (Ω · mm2)/m · 3121 m R = ——— = —————————————— = 0,793626 Ω A 70 mm2 PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 7 von 33 Die elektrische Leistung (P): 3 Formeln zur el. Leistung (bei ohm´schen Verbrauchern: Glühbirne,Heizgeräte, ...): P=UxI P= R x I² P= U² / R math. Begründung: P = R x I x I ( für U = R x I ) math. Begründung: P = U x U/R ( für I = U / I ) Aufgaben zur Leistung Berechne die Leistung: 1.) U = 24 V, I = 1 A, P= W 2.) I = 0,5 A, U = 60 V, P= W 3.) U = 100 V, R = 1000 Ω , 4.) R = 200 Ω , I = 0,1 A, PTS-Neulengbach P= P= W W Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 8 von 33 Berechne die Leistung P 5) U = 100 V I = 9,8 A 6) U = 24 V I = 15,9 A P= W 7) U = 230 V I = 12,8 A P= W PTS-Neulengbach P= W Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 9 von 33 Berechnungen zur el. LEISTUNG (3): Tipp: Überlege vorher welche Einheit das Ergebnis haben muss. PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 10 von 33 Elektrische Arbeit (W ..work) Maßeinheit: Ws. Eine Wattsekunde entspricht einem Newtonmeter Nm oder einem Joule J. Übliche Einheit: kWh (Kilowattstunde) Ws = J = Nm 1 Wattsekunde= 1 Joule = 1 Newtonmeter Leistung P: W = J/s = Nm/s Maßeinheitengleichung [W] = [U] · [Q] Ws = V · As [W] = V · As = VAs = Ws = J Bei Gleichstrom und bei Wärmegeräten errechnet sich die elektrische Arbeit nach der Formel: Allgemein gilt: Arbeit = Leistung · Zeit (Seite 1 von 2) www.elektrotechnik-fachwissen.de [22.04.02] elektrische Arbeit Große Arbeiten werden in Wattstunden (Wh) bzw. Kilowattstunden (kWh) ausgedrückt. Umrechnung: 1 kWh = 1 000 Wh = 3 600 000 Ws = 3 600 000 J PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 11 von 33 Berechne den Stromverbrauch und die Stromkosten: Verbraucher: Backofen Leistung: 700 W Betriebsdauer: 42 Stromtarif: Stunden 0,20 €/kWh Ergebnisse: Stromverbrauch: Wh (Wattstunden)=_____________kWh Stromkosten: € (Euro) Lösung Stromverbrauch = el. Arbeit ( W=U x I x t oder W= P x t) Stromverbrauch = Leistung · Zeitdauer Stromverbrauch = 700 W · 42 h = 29400 Wh (Wattstunden) Stromkosten Stromkosten = Stromtarif · Stromverbrauch Zwischenrechnung: Zur Berechnung der Kosten wird der Stromverbrauch in der Einheit kWh (Kilowattstunde) angegeben. Die Einheit Wh (Wattstunde) wird hierzu durch 1000 dividiert. 29400 Wh = 29,4 kWh Stromkosten = 0,20 €/kWh · 29,4 kWh =5,88 € PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 12 von 33 1) Berechne den Stromverbrauch und die Stromkosten: Verbraucher: Heizlüfter Leistung: 500 W Betriebsdauer: 3 Stunden Stromtarif: 0,20 €/kWh Ergebnisse: Stromverbrauch: Wh (Wattstunden) Stromkosten: € (Euro 2) Berechne den Stromverbrauch und die Stromkosten von folgendem Verbraucher: Verbraucher: Glühbirne Leistung: 40 W Betriebsdauer: 5 Stunden/Tag Stromtarif: 0,20 €/kWh Ergebnisse: Stromverbrauch: Wh (Wattstunden) Stromkosten: € (Euro) Die Glühbirne wird durch eine moderne LED mit 6W ersetzt. Berechne die Kostenersparnis für ein Jahr (365 d). Glühbirne (40W): 14,6 € LED: 2,19 € Differenz: ca. 12 € Lösung zu 2: Stromverbrauch = 40 W · 37 h = 1480 Wh (Wattstunden) Stromkosten = 0,20 €/kWh · 1,48 kWh =0,296 € PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 13 von 33 Berechnungen zum Wirkungsgrad (η eta) Berechne die abgegebene Leistung Pab ! 1) η = 0,67, Pzu = 69 W Pab = W 2) η = 0,64, Pab = 5360 W Pzu = PTS-Neulengbach W Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 14 von 33 Testfragen zu den Grundlagen der Elektrotechnik 1.) Ordnen Sie die Formelzeichen und die Maßeinheiten zu: Einheit Spannung Strom Widerstand Formelzeichen Ω U V R A I Ω U V R A I Ω U V R A I Welche der folgenden Aussagen sind richtig und welche sind falsch? 2.) Sie haben eine R e i h e n s c h a l t u n g aus 2 Widerständen mit unterschiedlichen Widerstandswerten. Richtig Falsch a.) Der Strom hat überall in der Schaltung den gleichen Wert. b.) Die Spannung an den Widerständen ist gleich groß.(UR1= UR2) c.) Die Art der Schaltung hat keinen Einfluss auf Spannung und Strom. 3.) Was geschieht wenn in einer Reihenschaltung ein Widerstand erhöht wird? Richtig Falsch a.) Der Strom verringert sich. b.) Die Leistungsaufnahme der Schaltung nimmt zu. c.) Die Belastung für die Spannungsquelle nimmt zu. PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 15 von 33 4.) Welche Aussagen in Bezug auf eine Parallelschaltung mit unterschiedlich großen Widerständen sind richtig? Richtig Falsch a.) Je höher ein Widerstand umso geringer die Leistungsaufnahme der Schaltung. b.) Am größten Widerstand liegt die größte Spannung. c.) An jedem Widerstand liegt die gleiche Spannung. d.) Wenn ein Widerstand ausfällt (unterbrochen wird) bleibt der Gesamtstrom dennoch konstant. e.) Durch jeden Widerstand fließt der gleiche Strom. PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 16 von 33 Testfragen zu Maßeinheiten und Formelzeichen Geben Sie zu den folgenden Meßgrößen der Elektrotechnik jeweils das Formelzeichen und die Maßeinheit an! Formelzeichen Maßeinheit Spannung Strom Widerstand el. Leistung el. Arbeit Kapazität Leitwert Induktivität PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 17 von 33 Testfragen und Übungsaufgaben zum Thema Reihenschaltung von Widerständen Hinweis: es können eine, mehrere oder alle Antworten richtig sein! 1.) Welche Aussagen bezüglich der Spannung in einer Reihenschaltung sind richtig? Richtig Falsch a.) Die Spannung ist grundsätzlich an jedem Widerstand gleich groß.(UR1= UR2 usw.) b.) Die Summe der Einzelspannungen ist gleich die Gesamtspannung. c.) Besteht die Reihenschaltung aus gleich großen Widerständen, so sind auch die einzelnen Spannungen gleich groß. d.) Je größer ein Widerstand desto geringer ist die an ihm liegende Spannung. 2.) Welche Aussagen bezüglich des Stromes in einer Reihenschaltung sind richtig? Richtig Falsch a.) In einer Reihenschaltung fließt überall der gleiche Strom. b.) Die Gesamtstromstärke ist gleich der Summe der Einzelstromstärken. c.) Die angelegte Spannung hat keinen Einfluß auf die Stromstärke. d.) Je größer die Widerstände, umso geringer die Stromstärke. PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 18 von 33 3.) Reihenschaltung aus 3 Widerständen R1=100 Ω, R2=180 Ω, R3=500 Ω, angelegte Spannung U=78V a) Z e i c h n e e i n e S k i z z e : b) B e r e c h n e : Rges = I1 = UR1 = Ω A Iges= I2 = V PTS-Neulengbach UR2 = A A V I3 = UR3 = A ________________________ V Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 19 von 33 R e i h e n s c h a l t u n g aus Widerständen Spannung = 60 V R1 = 270 Ω R2 = 220 Ω SKIZZE: 1.) R4 = 120 Ω Berechne den Gesamtwiderstand der Schaltung! Rges= 2.) R3 = 820 Ω Ω Berechne den Strom, der durch die Schaltung fließt! I= A 3.) Berechne die Teilspannungen an den Widerständen! U1= V U2= V U3= V U4= V 4) a) P r o b e z u 3): b) Welches Kirchhoff-Gesetz kann man hier anwenden? PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 20 von 33 P a r a l l e l s c h a l t u n g: Gegeben: R1 = R2= 2 kΩ U = 24 V 1) Gesucht: 1.) Rges = Formularbeginn kΩ 2.) I1 = mA 3.) I2 = mA 4.) Iges = mA Muss man U1 und U2 berechnen? PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 21 von 33 2) Parallelschaltung aus Widerständen Spannung = 33 V R1 = 390 Ω R2 = 100 Ω a) Berechne den Gesamtwiderstand der Schaltung! Rges= Ω b) Berechne die Teilströme die durch die Widerstände fließen! I1= A I2= A Von einer Parallelschaltung,die aus 3 Widerständen besteht, sind folgende Werte bekannt: R1 = 2 kΩ, R2 = 6 kΩ, angelegte Spannung U = 120 V. Durch die Schaltung soll ein Strom von I = 0,1 A fließen. Berechnen Sie den Gesamtwiderstand Rges der Schaltung und den erforderlichen Widerstand R3: Rges = R3 = kΩ kΩ Hinweis 1: Rges = U/I Hinweis 2: 1/R3 = 1/Rges - 1/R1 - 1/R2 PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 22 von 33 Gruppenschaltung aus 5 Widerständen Gegeben: U = 668 V R1 = 820 Ω R2 = 150 Ω R3 = 390 Ω R4 = 100 Ω R5 = 390 Ω 1.) Berechnung des Gesamtwiderstandes der Schaltung R1 und R2 sind zueinander in Reihe geschaltet. R1|2 = R1 + R2 R1|2 = 820 Ω+ 150 Ω R1|2 = 970 Ω R3 und R4 sind ebenfalls zueinander in Reihe geschaltet. R3|4 = R3 + R4 R3|4 = 390 Ω+ 100 Ω R3|4 = 490 Ω Die Reihenschaltung aus R3 und R4 (R3|4) ist mit Widerstand R5 parallel geschaltet. R3|4 · R5 490 Ω · 390 Ω R3|4|5 = ——————— = ————————— = 217,1591 Ω R3|4 + R5 490 Ω + 390 Ω R1|2 und R3|4|5 sind zueinander in Reihe geschaltet. Somit ergibt sich der Gesamtwiderstand Rges: Rges = R1|2 + R3|4|5 Rges = 970 Ω + 217,1591 Ω Rges = 1187,1591 Ω 2.) Gesamtstrom I Der Gesamtstrom I, der durch die Schaltung fließt, ergibt sich aus der angelegten Spannung U geteilt durch den Gesamtwiderstand Rges. U 668 V I = ———— = —————————— = 0,56269 A Rges PTS-Neulengbach 1187,1591 Ω Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 23 von 33 Gruppenschaltung aus 5 Widerständen Gegeben: U = 308 V R1 = 270 Ω R2 = 820 Ω R3 = 820 Ω R4 = 820 Ω R5 = 680 Ω Berechne : 1.) Den Gesamtwiderstand der Schaltung Rges = 2.) Ω Den Gesamtstrom I, der durch die Schaltung fließt I= PTS-Neulengbach A Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 24 von 33 Auswertung Gruppenschaltung aus 5 Widerständen (Alle Ströme und Spannungen berechnen) (3 Seiten 20-22) Gegeben: U = 251 V R1 = 180 Ω R2 = 120 Ω R3 = 680 Ω R4 = 680 Ω R5 = 150 Ω Auswertung mit Lösung 1.) Gesamtwiderstand der Schaltung R1 und R2 sind zueinander in Reihe geschaltet. R1|2 = R1 + R2 R1|2 = 180 Ω + 120 Ω R1|2 = 300 Ω R3 und R4 sind ebenfalls zueinander in Reihe geschaltet. R3|4 = R3 + R4 R3|4 = 680 Ω + 680 Ω R3|4 = 1360 Ω Die Reihenschaltung aus R3 und R4 (R3|4) ist mit dem Widerstand R5 parallel geschaltet. R3|4 · R5 1360 Ω · 150 Ω R3|4|5 = ——————— = ————————— = 135,0993 Ω R3|4 + R5 1360 Ω + 150 Ω R1|2 und R3|4|5 sind zueinander in Reihe geschaltet. PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 25 von 33 Somit ergibt sich der Gesamtwiderstand Rges: Rges = R1|2 + R3|4|5 Rges = 300 Ω + 135,0993 Ω Rges = 435,0993 Ω 2.) und 3.) Alle Ströme (IR1 bis IR5) und Spannungen (UR1 bis UR5) Der Gesamtstrom I, der durch die Schaltung fließt, ergibt sich aus der angelegten Spannung U geteilt durch den Gesamtwiderstand Rges. U 251 V I = ———— = ——————— = 0,57688 A Rges 435,0993 Ω Da der Stromkreis bei R1 und R2 unverzweigt ist (Reihenschaltung), fließt durch diese Widerstände jeweils der (gleich große) Gesamtstrom I. I = IR1 = IR2 = 0,57688 A Die Spannung an R1 ergibt sich aus dem durchfließenden Strom IR1 multipliziert mit dem Widerstand R1. UR1 = IR1 · R1 UR1 = 0,57688 A · 180 Ω UR1 = 103,8384 V Die Spannung an R2 ergibt sich aus dem durchfließenden Strom IR2 multipliziert mit dem Widerstand R2. UR2 = IR2 · R2 UR2 = 0,57688 A · 120 Ω UR2 = 69,2256 V Die Gesamtspannung U ergibt sich durch die Addition der Teilspannungen UR1, UR2 und UR5. U = UR1 + UR2 + UR5 Diese Gleichung wird nach UR5 umgestellt: UR5 = U - UR1 - UR2 UR5 = 251 V - 103,8384 V - 69,2256 V UR5 = 77,9361 V PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 26 von 33 Der Strom IR5, der durch R5 fließt, ergibt sich aus der vorhandenen Spannung UR5 dividiert durch R5. IR5 = UR5 / R5 IR5 = 77,9361 V / 150 Ω IR5 = 0,5196 A R3 und R4 sind in Reihe geschaltet, daher fließt durch beide Widerstände der gleiche Strom. IR3 = IR4 Der Gesamtstrom I verzweigt sich in die Teilströme IR5 und IR3(=IR4). I = IR5 + IR3 Diese Gleichung wird nach IR3 bzw. IR4 umgestellt: IR3 = IR4 = I - IR5 IR3 = IR4 = 0,57688 A - 0,5196 A IR3 = IR4 = 0,0573 A Die Spannung an R3 ergibt sich aus dem durchfließenden Strom IR3 multipliziert mit dem Widerstand R3. UR3 = IR3 · R3 UR3 = 0,0573 A · 680 Ω UR3 = 38,968 V Die Spannung an R4 ergibt sich aus dem durchfließenden Strom IR4 multipliziert mit dem Widerstand R4. UR4 = IR4 · R4 UR4 = 0,0573 A · 680 Ω UR4 = 38,968 V PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 27 von 33 Aufgabe Gruppenschaltung aus 3 Widerständen Eine Gruppenschaltung besteht aus den drei Widerständen: R1 = 680 Ω R2 = 470 Ω R3 = 180 Ω Am Widerstand R3 fällt die Spannung UR3 = 166 V ab. Berechnen Sie: 1.) Den Gesamtwiderstand der Schaltung Rges = 2.) Ω Alle Ströme I= A IR1 = A IR2 = A IR3 = A 3.) Alle Spannungen U= V UR1 = V UR2 = V Auswertung Gruppenschaltung aus 3 Widerständen PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 28 von 33 Gegeben: UR3 = 166 V R1 = 680 Ω R2 = 470 Ω R3 = 180 Ω 1.) Gesamtwiderstand der Schaltung R1 und R3 sind zueinander in Reihe geschaltet. R1|3 = R1 + R3 R1|3 = 680 Ω + 180 Ω R1|3 = 860 Ω Die Reihenschaltung aus R1 und R3 (R1|3) ist mit dem Widerstand R2 parallel geschaltet. 860 Ω · 470 Ω R1|3 · R2 Rges = ——————— = ————————— = 303,9098 Ω R1|3 + R2 860 Ω + 470 Ω Rges = 303,9098 Ω 2.) und 3.) Alle Ströme (I bis IR3) und Spannungen (U bis UR2) Der Strom IR3, der durch R3 fließt, berechnet sich aus der Spannung UR3 dividiert durch R3. UR3 166 V IR3 = ———— = ——————— = 0,92222 A RR3 180 Ω IR3 = 0,92222 A Da der Stromkreis bei R1 und R3 unverzweigt ist (Reihenschaltung), fließt durch diese Widerstände der gleiche Strom. IR1 = IR3 = 0,92222 A Die Spannung an R1 ergibt sich aus dem durchfließenden Strom IR1 multipliziert mit dem Widerstand R1. PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 29 von 33 UR1 = IR1 · R1 UR1 = 0,92222 A · 680 Ω UR1 = 627,1111 V Die Gesamtspannung U setzt sich aus den beiden Teilspannungen UR1 und UR3 zusammen. U = UR1 + UR3 U = 627,1111 V + 166 V U = 793,1111 V An R2 liegt die Gesamtspannung U an. Daher ist UR2 = U. UR2 = 793,1111 V Der Strom IR2, der durch R2 fließt, ergibt sich aus der vorhandenen Spannung UR2 dividiert durch R2. UR2 793,1111 V IR2 = ———— = ——————— = 1,68747 A 470 Ω RR2 IR2 = 1,68747 A Der Gesamtstrom I, der durch die Schaltung fließt, ergibt sich aus der angelegten Spannung U geteilt durch den Gesamtwiderstand Rges. U 793,1111 V I = ———— = ——————— = 2,60969 A Rges 303,9098 Ω I = 2,60969 A bzw. Der Gesamtstrom I ergibt sich auch aus der Addition der Teilströme IR1 + IR2. I = 0,92222 A + 1,68747 A = 2,60969 A PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 30 von 33 Berechne den Vorwiderstand RV ! U = 97 V UL = 49 V I = 244 mA RV = Ω Lösung: U = UV + UL (Spannungsteilung) Spannung am Vorwiderstand UV: (Umformen nach UV ) UV = U - UL = 97 V - 49 V = 48 V Berechnung des Vorwiderstandes RV I= 244 mA = 0,244 A RV = UV / I = 48 V/ 0,244 A = 196,721 Ω PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 31 von 33 Berechne den Vorwiderstand RV ! U = 76 V UL = 68 V RL = 796 Ω RV = Ω Spannung am Vorwiderstand UV: (bei der Serienschaltung gilt:: U= UV + UL ) daher: UV = U - UL = Berechnung des Vorwiderstandes RV I= UL/RL (bei der Serienschaltung ist I an jedem Verbraucher gleich, aber die Spannung wird geteilt!) RV = UV / I Lösung: UV = U - UL = 76 V - 68 V = 8 V PTS-Neulengbach RV = RL · (UV/ UL) = 796 Ω · (8 V/ 68 V) = 93,647 Ω Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 32 von 33 Berechne den Stromverbrauch und die Stromkosten: Verbraucher: Backofen Leistung: 700 W Betriebsdauer: 42 Stromtarif: Stunden 0,20 €/kWh Ergebnisse: Stromverbrauch: Wh (Wattstunden)=_____________kWh Stromkosten: € (Euro) Lösung Stromverbrauch = el. Arbeit ( W=U x I x t oder W= P x t) Stromverbrauch = Leistung · Zeitdauer Stromverbrauch = 700 W · 42 h = 29400 Wh (Wattstunden) Stromkosten Stromkosten = Stromtarif · Stromverbrauch Zwischenrechnung: Zur Berechnung der Kosten wird der Stromverbrauch in der Einheit kWh (Kilowattstunde) angegeben. Die Einheit Wh (Wattstunde) wird hierzu durch 1000 dividiert. 29400 Wh = 29,4 kWh Stromkosten = 0,20 €/kWh · 29,4 kWh =5,88 € PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K Name:_______________________________________________ Seite 33 von 33 1) Berechne den Stromverbrauch und die Stromkosten: Verbraucher: Heizlüfter Leistung: 500 W Betriebsdauer: 3 Stunden Stromtarif: 0,20 €/kWh Ergebnisse: Stromverbrauch: Wh (Wattstunden) Stromkosten: € (Euro 2) Berechne den Stromverbrauch und die Stromkosten von folgendem Verbraucher: Verbraucher: Glühbirne Leistung: 40 W Betriebsdauer: 5 Stunden/Tag Stromtarif: 0,20 €/kWh Ergebnisse: Stromverbrauch: Wh (Wattstunden) Stromkosten: € (Euro) Die Glühbirne wird durch eine moderne LED mit 6W ersetzt. Berechne die Kostenersparnis für ein Jahr (365 d). Glühbirne (40W): 14,6 € LED: 2,19 € Differenz: ca. 12 € Lösung zu 2: Stromverbrauch = 40 W · 37 h = 1480 Wh (Wattstunden) Stromkosten = 0,20 €/kWh · 1,48 kWh =0,296 € PTS-Neulengbach Fachrechnen Elektrotechnik S.K