Energieverluste und der Wirkungsgrad von Energiewandlern: Unterschied zwischen den Versionen

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  Bild:Laufende Frau.jpg|Beim Rennen wird es einem ganz schön heiß. (Video: [https://www.planet-schule.de/sf/php/sendungen.php?sendung=6902 Mensch als Kraftmaschine])
  Bild:leer.jpg|Zucker kann aber auch außerhalb des Menschen verbrannt werden.
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Aktuelle Version vom 29. Juni 2020, 09:41 Uhr

Einführung und Beispiele

Bei allen Energieumladern wird nur ein Teil der Energie auf den gewünschten Energieträger umgeladen.
Der Rest wird immer auf Wärme umgeladen.[1]

Je größer der gewünschte Anteil, desto besser funktioniert der Energieumlader (wandler).
Der Wirkungsgrad liegt zwischen 0% und 100%, er gibt an, wie groß der gewünschte Anteil ist.

Jeder Energieumlader (umwandler) hat einen Kühlausgang, durch den ungenutzte Wärme abgeleitet wird.

Versuch: Dampfmaschine betreibt Solarzelle

Aufbau

An eine Solarzelle ist ein Elektromotor angeschlossen.
Die Dampfmaschine treibt über einen Generator eine Lampe an.
Man hält die Solarzelle in das Licht der Lampe und in das Licht der Sonne (oder eines Tageslichtprojektors).

Beobachtung

Der Motor dreht sich nur durch das Licht der Sonne (des Tageslichtprojektors).

Folgerung

Das Licht der Lampe transportiert nicht genügend Energie, um den Motor anzutreiben. Die Dampfmaschine erhält aber viel Energie, was man an der schnellen Bewegung des Kolbens und der Räder sehen kann. Es kommt also die Energie nicht vollständig bei der Solarzelle und dem Elektromotor an. Bei jedem Umlader wird ein Teil der Energie auf einen nicht gewünschten Energieträger umgeladen. So geht Energie "verloren".

Dampfmaschine Energieumladerkette mit Verlusten sortiert.png

Wirkungsgrad

Beispiele für Wirkungsgrade[2].

Energieumlader
(-wandler)

Wirkungsgrad ca.

Energieabgabe mit
(Energieform)

Pflanze

35%

Holz, Körner,...
(chemische Energie)

Solarzelle

18%

Elektrizität
(elektrische Energie)

Kernkraftwerk

33%

Kohlekraftwerk

35%

Windkraftanlage

50%

Wasserkraftwerk

85%

Generator
(Fahrrad-Nabendynamo)

85%
(60%)

Elektrizität
(elektrische Energie)

Lautsprecher

0,3%

Bewegung
(Bewegungsenergie)

alter Dampfmotor
("Dampfmaschine")

5%

Mensch

30%

Benzinmotor

35%

Elektromotor

95%

Glühlampe

4%

Licht
(Lichtenergie)

Energiesparlampe

16%

LED

20%

Glühwürmchen

90%

Gasheizung

85%

Wärme
(Wärmeenergie)

Elektroheizung

100%

Fußnoten

  1. Oder: Bei allen Energiewandlern wird nur ein Teil der Energie in die gewünschte Energieform umgewandelt. Der Rest wird immer in Wärmeenergie umgewandelt.
  2. Aus Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Wirkungsgrad#Beispiele Wirkungsgrad

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