Frage von fragestar1, 23

Physik, Welektrisch und Wmechanisch (hat was mit Wirkungsgrad zu tun)?

Was ist der Unterschied zwischen Welektrisch und Wmechanisch? Das eine kommt von der Steckdose das andere wird zum Arbeiten verwendet oder wie?

Antwort
von Bellefraise, 8

Etwas verwirrend ist zu Beginn:

elektrische Leistung = Spannung * Strom =  u * i

elektrische Arbeit = elektr. Leistung * Zeit = u * I * t

mechanische Arbeit = Kraft * Weg = F * s

mechanische Leistung = mechanischen Arbeit / Zeit = F * s / t

Beim Anschluss eines Verbrauchers an die Steckdose fließt ein Strom I über eine gewisse Zeit. Damit auch eine bestimmte elektrische Arbeit (z.B. kWh).

Ist der Verbraucher nun z.B. ein Motor, welcher eine Last heben soll, muss der Motor mechanishe Arbeit (Last heben) verrichten. Wir haben also über den Motor eine Wandlung von elektrischer Arbeit in mechanische Arbeit.

Ein idealer Motor würde die elektrische ARbeit zu 100% in mechanische Arbeit wandeln. Aber: diese Wandlung geht nicht ohne Verluste (z.B. Reibung). Deshalb ist die abgegebene mechanische Arbeit kleiner als die zugeführte elektrische Arbeit.

Das Verhältnis der beiden ist der Wirkungsgrad eta

eta = W_ab / W_zu und is kleiner als 1

Antwort
von hapezi, 15

Elektrisch Energie (Arbeit) ist wie gesagt eine elektrische Größe und das Produkt aus Spannung und Strom geteilt durch die Zeit - also  W=(U*I)/t

Mechanische Engerie ist eben eine Energie bzw. Arbeit die auf mechnischen Größen beruht. Also z.B. Kraft * Weg, alöso W = F * s

Der Zusammenhang besteht da, wo das eine in das andere Umgewandelt wird. In diesem Fall ist vielleicht ein Elektromotor am anschaulichsten: Du steckst elektrische Energie rein und bekommst meschanische raus. Leider ist aber das was rein geht nicht gleich dem was raus kommt oder besser nutzbar rauskommt. Energie heht ja nicht verloren, aber es gibt eben Teile, die nachher nicht mehr nutzbar sind und daher als Verluste angesehen werden können. Dieses Verhältnäss wird dann im Wirkungsgrad einer Maschine angegeben.
n=P ab / P zu, also Wirkungsgrad ist das Verhältnbiss von abgegebener Leistung/Engerie zur zugeführter Leistung/Energie. Da zwischen Leistung und Ernergie /Arbeit nur der Faktor Zeit eine Roll spielt, kann man gemittelt bzw bei konstanten Verhältnissen beides für den Wirkungsgrad nehen.

Kommentar von fragestar1 ,

Also hat jetzt Welektrisch was mit der Leistung P oder mit der Arbeit W was zu tun?

Kommentar von hapezi ,

Elektrische Seite:

Leistung = Strom * Spannung (Gleichstrom bzw. rein ohmische Verbraucher!)

P=U*I

Meschanische Seite: (um beim Motor zu bleiben)

Leistung = Drehmoment * Kreisfrequenz   

P = M * w   mit w=2 * PI * f

Leistung = Kraft * Weg

P = F * s

Generell:

Leistung = Arbeit pro Zeit

P = W / t

und Arbeit = Energie = W

Denk mal darüber nach und guck mal bei Wikipedia oder in Deinem Physikbuch nach. Aber das ist die Kernantwort zu Deiner Frage.

Kommentar von Bellefraise ,

hallo hapezi, bitte überprüfe deine Aussage W_el = u * i / t

Kommentar von hapezi ,

Danke für den Hinweis!

P = U*I

W= P*t

Also P = W / t

...nun sollte es wieder stimmen. Bin wohl selber etwas durcheinander geraten. Sorry!

Antwort
von JTR666, 13

Wenn du eine bestimmte Energieform in eine andere umwandelst, dann wird immer etwas Wärme frei, weswegen aufgrund des Energieerhatlungssatzes nicht mehr die vollständige Energie umgewandelt wird.
Das ist dann der Wirkungsgrad.
Je weniger Wärme du erzeugst, desto höher ist der Wirkungsgrad, weil du dann beim Umwandeln mehr von der deiner Energie in die andere Energieform umgewandelt hast :)

Kommentar von fragestar1 ,

Das War leider nicht meine Frage .  Es geht um Welektrisch und Wmechanisch . ..

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