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Aufgabe

LED- und LCD-Uhren

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Gerhard H Wrodnigg [CC BY-SA 2.5], via Wikimedia Commons
Abb. 1 Knopfzelle

Eine Knopfzelle ist eine kleine Batterie, die z.B. zum Betrieb von elektrischen Armbanduhren eingesetzt wird. Die betrachtete Knopfzelle hat eine Ladung von \(10\,\rm{mAh}\).

 
Abb. 2 LCD-Armbanduhr

a)Die Knopfzelle wird zum Betrieb einer Armbanduhr mit LCD-Anzeige (Flüssigkristallanzeige) eingesetzt. Sie kann die Uhr ca. 1,5 Jahre betreiben.

Berechne den durchschnittlichen Strom, der in der Uhr fließt.

 
Abb. 3 LED-Armbanduhr

b)Erläutere, warum die Uhren mit LCD-Anzeige die früheren mit LED-Anzeige (Leuchtdiodenanzeige) abgelöst haben.

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a)Für den Strom \(I\) gilt\[I = \frac{{\Delta Q}}{{\Delta t}}\quad \Rightarrow \quad I = \frac{{10 \cdot {{10}^{ - 3}}}}{{1,5 \cdot 365 \cdot 24}}\frac{{{\rm{Ah}}}}{{\rm{h}}} = 0,76{\rm{\mu A}}\]In der Uhr fließt ein Strom von der Größenordnung von einem Mikroampere.

b)Zum Betrieb der Leuchtdioden ist ein deutlich größerer Strom notwendig als zum Betrieb der LCD-Anzeige. Die Batterien mussten bei diesen Uhren also wesentlich häufiger gewechselt werden. Somit war der Betrieb teuerer. Außerdem belastete der erhöhte "Problem-Müll" die Umwelt noch stärker.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Elektrizitätslehre

Elektrische Grundgrößen