Frage von Usedefault, 73

Spannung zu Leistung?

Hallo!

Bei 9V und 10Ohm fließen 0,9A. Das sind 8,1W Leistung, welche die SQ erbringt. Bei 18V und 10Ohm fließen 1,8A. Das sind 32,4W, welche die SQ erbringt. Bedeutet das, dass mit doppelter Spannung die Leistung vervierfacht wird? Und dass man viermal soviel chemische Leistung braucht um die elektrische Spannung zu verdoppeln? Wie können dann zwei 9V Batterien die 4-fache Leistung erbringen?

Lg

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von strol, 28


Bedeutet das, dass mit doppelter Spannung die Leistung vervierfacht wird?

Genau. Bei doppelter Spannung hat man (bei gleichem Widerstand) die vierfache Leistung. Das gleiche gilt übrigens für den Strom, denn die Formel lässt sich ganz allgemein so beschreiben:

P = U^2 / R                                   bzw            P = I^2 * R

Wenn man die doppelte Spannung hat (oder Strom), ergibt sich durch das Quadrat dann die 4-fache Leistung.


 
Und dass man viermal soviel chemische Leistung braucht um die elektrische Spannung zu verdoppeln

Auch das hast du gut erkannt, denn wie du schon richtig erkannt hast gibt es einen Energieerhaltungssatz.



Wie können dann zwei 9V Batterien die 4-fache Leistung erbringen?

Eine wichtige Kenngröße einer Batterie ist die gespeicherte Ladung die gerne in mAh angegeben wird. Das ist der Wert wie lange die Batterie den Strom lierfert, ehe sie leer ist und die Spannung einbricht.

Wenn du 2 Batterien hast, hast du logischerweise auch die doppelte Menge an Energie gespeichert, wodurch schon mal die Hälfte der 4-fachen Leistung gewonnen wäre.

Wenn du 2 Batterien in Reihe schaltest, hast du die doppelte Spannung, was bei einem gleichen Widerstand auch dem doppelten Strom entspricht, was bedeutet, dass die Batterien doppelt so schnell leer gehen.
(Innenwiderstand der Batterien vernachlässigt.)

Durch 2 Batterien und die halbe Zeit, wäre damit die 4-fache Leistung gewonnen.

Kommentar von Usedefault ,

Bedeutet das, dass sich 2 gleiche Batterien bei R = konst. doppelt so schnell entladen, wie eine Batterie?

Kommentar von strol ,

Genau, (wenn die beiden Batterien in Reihe geschalten sind) weil eben dann der doppelte Strom fließt und die 4-fache Leistung umgewandelt wird.

Kommentar von Usedefault ,

Irgendwie unlogisch:

Bei doppelter Spannung fließt gleich viel Strom, wenn man den Widerstand verdoppelt, aber die Leistung verdoppelt sich.

Was kann man sich überhaupt vorstellen unter V = J pro C? Wie kann man C zählen im Stromkreis?

Kommentar von strol ,

Was soll unlogisch sein?

Dein erster Satz ist soweit richtig.

V = J/C bedeutet, dass die Spannung die Energie pro Ladung angibt.
1 Coulomb entspricht  6.241.509.629.152.650.000 Elementarladungen bzw Elektronen.
Sprich die Spannung gibt an, wie viel Energie ein Elektron hat.

Coulomb kann man ganz einfach messen, weil anstatt Coulomb kann man auch Amper-Sekunden (As) schreiben. Wenn man nun den Strom über 1 Sekunde misst, dann hat man die bewegte Ladung im Stromkreis bestimmt.

Kommentar von Usedefault ,

Achso und unabhängig davon wo die Elektronen wirken oder wie viele Elektronen bewegt werden, 1C hat n Joule?

Wenn Elektronen einen Widerstand durchlaufen, welcher ihnen "Energie raubt", werden die wirklich (alle) gebremst oder geschieht dort das Nachbesetzen der Valenzorbitale so häufig, dass der R warm wird im vgl. zu den Leitern? Bremst ein R die Stromgeschwindigkeit überhaupt?

Kommentar von strol ,

Coulomb und Joule haben erst mal so viel miteinander zu tun, wie Meter und Sekunden, also nichts.
Es ist so, dass bei 1 Volt die Ladungsmenge von 1 Coulomb die Energie von 1 Joule hat.
Bei 2 Volt hat die Ladungsmenge von 1 Coulomb die Energie von 2 Joule usw.

Die Sache mit der Geschwindigkeit der Elektronen ist jetzt ein bisschen schwer zu erklären, find ich. Lies mal diesen Text durch, der erklärt das relativ gut
http://www.spektrum.de/quiz/wie-lange-braucht-ein-elektron-bei-gleichstrom-ungef...

Antwort
von Herb3472, 42

Bedeutet das, dass mit doppelter Spannung die Leistung vervierfacht wird?

Ja, das bedeutet es.

Wie können dann zwei 9V Batterien die 4-fache Leistung erbringen?

Weil bei gleichbleibendem WIderstand bei doppelt so hoher Spannung ein doppelt so hoher Strom fließt, ergibt das die 4-fache Leistung.

Kommentar von Usedefault ,

Ja, aber dann bricht um das die Spannung früher ein, oder? Sonst wäre ja der Leistungserhaltung widersprochen?

Kommentar von Herb3472 ,

Das ist klar, dass die Batterien dann früher leer sind.

Antwort
von dompfeifer, 21

Bei konstantem Widerstand steigt die Leistung mit dem Quadrat der Spannung, richtig.

Zwei gleichartige in Reihe geschaltete Batterien bringen als fast "ideale Spannungsquellen" am konstanten Widerstand nahezu die vierfache Leistung, wenn der Widerstand vergleichsweise groß ist im Vergleich zum Innenwiderstand der Batterien.

Antwort
von Halswirbelstrom, 18

P = U² / R    →   Es gilt:  P ~ U²  für R = konst. 

Gruß, H.

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