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Aufgabe

Lageenergie in elektrische Energie

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

a)

In der folgenden Abbildung ist eine Anordnung dargestellt, bei der Energieumwandlungen stattfinden. Fülle das anschließend dargestellte leere Energieflussdiagramm sinnvoll aus.

Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Skizze zu Teil a)

 Leeres Energieflussdiagramm:

Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Leeres Flussdiagramm
b)

Entwirf zu der dargestellten Anordnung ein passendes Energieflussdiagramm.

Joachim Herz Stiftung
Abb. 3 Skizze zu Teil b)
c)

Entwirf zu der dargestellten Anordnung ein passendes Energieflussdiagramm.

Joachim Herz Stiftung
Abb. 4 Skizze zu Teil c)
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a)

Das Energieflussdiagramm sollte wie folgt aussehen:

Joachim Herz Stiftung
Abb. 5 Lösung zu Teil a)
  • Die potentielle Energie der Last wird durch die Winde z.T. in kinetische Energie der bewegten Teile (Rollen, Achsen, rotierende Spule im Generator usw.) umgewandelt.
  • Die kinetische Energie der rotierenden Spule wird im Generator z.T. in elektrische Energie umgewandelt.
  • Die elektrische Energie wird in der Lampe z.T. in Lichtenergie umgewandelt.

 

b)

Hier kann das Energieflussdiagramm wie folgt aussehen:

Joachim Herz Stiftung
Abb. 6 Lösung zu Teil b)
  • In der Feuerung der Dampfmaschine wird chemische Energie z. T. in thermische Energie gewandelt.
  • Die Dampfmaschine wandelt die thermische Energie z. T. in kinetische Energie.
  • Die Winde wandelt die kinetische Energie z. T. in potentielle Energie der Last.

 

c)

Hier ergibt sich das Energieflussdiagramm zu:

Joachim Herz Stiftung
Abb. 7 Lösung zu Teil c)
  • Beim auf die Turbine fallenden Wasser wurde potentielle Energie z.T. in kinetische Energie gewandelt.
  • Die Turbine wandelt die kinetische Energie des Wassers z. T. in kinetische Energie der rotierenden Welle.
  • Der Generator wandelt z. T. die kinetische Energie in elektrische Energie.
  • Die Lampe wandelt die elektrische Energie z. T. in Lichtenergie.

 

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Mechanik

Arbeit, Energie und Leistung