geg.:
ges.:
a) V
b) d
Lösung:
Der Leistung von 1,5 PS entsprechen 1,1 kW. Davon gehen ein Drittel verloren, so dass nur noch 0,73 kW zur Verfügung stehen.
a) Angaben zum Wasserfall
Wieviel Wasser kann man in einer Sekunde mit der zur Verfügung stehenden
Leistung hochheben (und dann im Wasserfall wieder nach unten fallen lassen)?
Ãœber die Gesetze des freien Falls kommt
man auf eine Fallzeit von 0,64Â s und das Wasser kommt mit einer Geschwindigkeit
von 6,3 m/s unten an.
b) Eine Angabe zur Dicke des Drahtes kann man
machen, wenn man den Gesamtwiderstand der Leitung kennt. Den kann man über
die Verlustleistung in der Leitung berechnen. Dazu wird der Draht als ein
Widerstand betrachtet, in dem ein drittel der gesamten Leistung in Wärme
umgewandelt wird.
1) Zuerst muß der Strom in der Leitung berechnet werden. Auch das geht
über die Leistungsformel, nur muss hier die gesamte umgesetzte Leistung
eingesetzt werden. (Reihenschaltung von Widerständen, der Strom ist an
allen Stellen gleich)
2. Widerstand der Leitung
3. Querschnitt der Leitung
4. Dicke des Drahtes
c) Heute wird mit einer wesentlich höheren Spannung gearbeitet. Dadurch ist die Stromstärke kleiner. Der Verlust ist proportional zum Quadrat der Stromstärke.
Antwort:
a) Pro Sekunde werden 37,2 Liter Wasser gehoben.
(Und fallen dann nach unten). Die Fallzeit beträgt 0,64 s, das Wasser
kommt mit einer Geschwindigkeit von 6,3 m/s unten an.
b) Dicke des Drahtes: 2 mm
c) Deutlich höhere Spannung