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Elektrotechnische Grundlagen und Gleichstrom – Elektrische Leistung und Energie bestimmen

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Elektrotechnische Grundlagen und Gleichstrom – Elektrische Leistung und Energie bestimmen

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Einleitung

Elektrotechnische Grundlagen und Gleichstrom – Elektrische Leistung und Energie bestimmen

Lernkurs für die elektrotechnische Ausbildung

Wie viel Leistung benötigt eine elektrische Signalleuchte? Wie verändert die Einschaltdauer ihren Energiebedarf?

In diesem aiMOOC lernst Du, elektrische Leistung und elektrische Energie in Gleichstromkreisen zu bestimmen.

Lernziele: Schaltbilder lesen, Leistung berechnen, Laufzeiten auswerten, Signaldiagramme verstehen und Energiebedarf vergleichen.

Lernzeit: Rund 40 Minuten Grundlagen, anschließend individuelle Übungs- und Projektzeit.

Sicherheit: Du arbeitest ausschließlich mit virtuellen Simulationen oder ausdrücklich freigegebenen, berührungssicheren Schulungsmodellen unter fachlicher Aufsicht. Reale Elektroarbeiten, Anschlüsse und Messungen an Anlagen bleiben entsprechend qualifizierten und beauftragten Personen vorbehalten. Auch Kleinspannung bedeutet nicht automatisch Gefahrlosigkeit. Quizresultate erteilen niemals eine Arbeits- oder Schaltfreigabe.

Beispiel einer realen 12-V-Signallampe aus dem Bahnbereich. Die folgenden Rechenwerte stammen aus einem eigenständigen didaktischen Modell.


Dein Lernpfad

Einheit Thema Zeit
1 Stromlaufbilder verstehen 6 Minuten
2 Elektrische Leistung 6 Minuten
3 Laufzeit und Energiebedarf 7 Minuten
4 Signaldiagramme und Taktbetrieb 8 Minuten
5 Virtuelle Schaltungssimulation 9 Minuten


Ausbildungsfall: Eine Gleichstrom-Signalleuchte

Eine Werkstatt plant eine kleine Kontrollleuchte für einen Ausbildungsprüfstand. Du sollst ihren Energiebedarf berechnen und den Taktbetrieb untersuchen.

Gegebene Modellwerte:

Größe Wert
Gleichspannung 12 V
Leistungsaufnahme während EIN 6 W
Gesamte Betriebszeit 6 h pro Tag
Einschaltzeit je Zyklus 10 min
Ausschaltzeit je Zyklus 20 min
Betrachtungszeitraum 20 Betriebstage

Auftrag: Bestimme Stromstärke, Leistung, tägliche Einschaltdauer und gesamten Energiebedarf.

Die Werte sind bewusst vorgegebene Modellwerte. Sie beschreiben weder die fotografierte Signallampe noch ein bestimmtes Kaufprodukt.


Einheit 1: Stromlaufbilder verstehen

Lernziel: Du erkennst Spannungsquelle, Schalter und Verbraucher.

Stromlaufbild mit Batterie, Schalter und Lampe. Die Quelle steht symbolisch für die Gleichspannungsversorgung des Modells.

Bei geschlossenem Schalter fließt Strom durch den Verbraucher. Bei offenem Schalter ist der Strom der modellierten Last null.

Merke: Eine Spannungsquelle kann weiterhin Spannung bereitstellen, auch wenn kein Laststrom fließt.

Darstellung von Gleichstrom. Im idealen stationären Gleichstromkreis ändern sich die elektrischen Größen während des eingeschalteten Zustands nicht.

Mini-Aufgabe: Erkläre anhand des Stromlaufbildes, warum die Leuchte bei geöffnetem Schalter ausgeschaltet bleibt.

Feedback: Der Strompfad ist unterbrochen. Ohne Laststrom nimmt die Leuchte im betrachteten idealen Modell keine elektrische Leistung auf.


Einheit 2: Elektrische Leistung bestimmen

Lernziel: Du berechnest die Leistung aus Spannung und Stromstärke.

P = U · I

Formelzeichen Bedeutung Einheit
U Spannung Volt
I Stromstärke Ampere
P Leistung Watt

Ausbildungsfall:

P = 12 V · 0,5 A = 6 W

Umgestellt:

I = P / U = 6 W / 12 V = 0,5 A

Merksatz: Leistung beschreibt, wie schnell Energie umgesetzt wird.

Lehrerschmidt: Elektrische Leistung – Physik / Elektrizität.

Onlinevorlesung zur elektrischen Leistung und zum Zusammenhang mit Energie.


Strom und Spannung im Schaltbild

Beispielschaltung mit LED, Widerstand und Messgeräten. Sie ist nicht der genaue Stromkreis unseres Ausbildungsfalls.

Wichtig:

  1. Amperemeter: Misst die Stromstärke und wird im Strompfad in Reihe geschaltet.
  2. Voltmeter: Misst die Spannung und wird parallel zum betrachteten Bauteil angeschlossen.

Alle Mess- und Verdrahtungsübungen dieses Kurses erfolgen virtuell.


Einheit 3: Laufzeit und Energiebedarf

Lernziel: Du berechnest elektrische Energie aus Leistung und Zeit.

E = P · t

Für konstante Leistung gilt:

Größe Einheit
Leistung P W
Zeit t h
Energie E Wh

Beispiel:

Eine 6-W-Leuchte ist zwei Stunden eingeschaltet.

E = 6 W · 2 h = 12 Wh

Einheiten umrechnen:

1 kWh = 1.000 Wh

1 Wh = 3.600 J

12 Wh = 0,012 kWh

Achtung: Watt bezeichnet Leistung, Wattstunden bezeichnen Energie. Die Begriffe sind nicht austauschbar.

Elektrizitätszähler als Beispiel für die Erfassung elektrischer Energie. Das Foto ist keine Anleitung zum Arbeiten an Zähleranlagen.

Erklärvideo: Wie berechnet man die elektrische Energie?


Einheit 4: Signaldiagramme und Taktbetrieb

Lernziel: Du bestimmst die tatsächliche Einschaltdauer.

Unsere Leuchte arbeitet wiederholt:

10 Minuten EIN – 20 Minuten AUS

Beispiel eines Rechtecksignals mit einem Tastgrad von einem Drittel.


Signaldiagramm des Ausbildungsfalls

Leistung P

6 W   ┌────────┐                    ┌────────┐
      │  EIN   │                    │  EIN   │
      │        │                    │        │
0 W ──┘        └────────────────────┘        └──────────> Zeit

      0       10                   30       40        60 min

Schematisches Leistungs-Zeit-Diagramm für zwei aufeinanderfolgende Zyklen. Die Intervalle von 10 bis 30 und von 40 bis 60 Minuten sind Ausschaltzeiten.

Tastgrad:

d = Einschaltzeit / Gesamtzeit

d = 10 min / 30 min = 1/3

Rechnung für sechs Stunden:

t(EIN) = 6 h · 1/3 = 2 h

E(Tag) = 6 W · 2 h = 12 Wh

Rechnung für 20 Betriebstage:

E(gesamt) = 12 Wh · 20 = 240 Wh = 0,24 kWh

Unter der Modellannahme P(AUS) = 0 W ist die mittlere Leistung:

P(mittel) = 6 W · 1/3 = 2 W

Animation eines veränderlichen Tastgrads. Sie erklärt das Zeitverhältnis, nicht die konkrete Taktfrequenz unserer Leuchte.

Vergleich:

Betriebsart Energie in 20 Tagen
Dauerhaft EIN, jeweils 6 h 0,72 kWh
Getaktet, jeweils 2 h EIN 0,24 kWh
Differenz 0,48 kWh

Die Differenz gilt nur bei unveränderter Einschaltleistung und ohne zusätzliche Bereitschaftsverluste.


Einheit 5: Berührungssichere Schaltungssimulation

Lernziel: Du untersuchst den Zusammenhang zwischen Spannung, Stromstärke und Leistung in einer rein virtuellen Schaltung.

Simulation: PhET – Stromkreise schalten: Gleichstrom

Direktstart: Virtuelles Gleichstromlabor öffnen

Die Simulation des PhET Interactive Simulations Project an der University of Colorado Boulder ist für nichtkommerzielle Nutzung unter CC BY-NC 4.0 lizenziert. Hier wird sie lediglich auf der Originalplattform verlinkt.


Virtueller Versuchsauftrag

  1. Stromkreis: Öffne den virtuellen Laborbereich und aktiviere die Schaltzeichenansicht.
  2. Gleichspannungsquelle: Verwende eine virtuelle 12-V-Quelle.
  3. Ohmscher Widerstand: Setze einen virtuellen Widerstand mit 24 Ohm ein.
  4. Schalter: Ergänze einen Schalter und stelle einen geschlossenen Stromkreis her.
  5. Strommessung: Miss die virtuelle Stromstärke.
  6. Elektrische Leistung: Berechne die Leistung aus den angezeigten Werten.
  7. Schaltzustand: Öffne den Schalter und untersuche die Veränderung des Laststroms.

Erwartung für ideale Modellbedingungen:

I = 12 V / 24 Ohm = 0,5 A

P = 12 V · 0,5 A = 6 W

Didaktische Grenze: Der 24-Ohm-Widerstand ersetzt die Signalleuchte nur am angenommenen Betriebspunkt. Er bildet weder eine reale LED-Kennlinie noch die Verluste einer Ansteuerelektronik ab.


Gestufte Hilfen

Hilfe 1 – Orientierung: Suche in der Aufgabenstellung nach U, I, P und t. Markiere alle Einheiten.

Hilfe 2 – Formelwahl: Verwende I = U / R, P = U · I und E = P · t.

Hilfe 3 – Rechenweg: Berechne zuerst I = 12 / 24. Multipliziere anschließend das Ergebnis mit 12 V. Bei der Energieberechnung darfst Du nur die tatsächliche Einschaltdauer einsetzen.

Feedback: Bei 12 V und 24 Ohm erhältst Du 0,5 A und 6 W. Bei offenem Schalter beträgt der Strom durch den modellierten Widerstand null. Der virtuelle Versuch veranschaulicht die Rechenwerte.

Sicherheitsgrenze: Diese Aufgabe verlangt keinerlei reale Verdrahtung. Ein vorhandenes berührungssicheres Schulungsmodell darf ausschließlich nach Freigabe und unter den festgelegten Bedingungen der verantwortlichen Fachperson verwendet werden.


Übungsstrecke mit begründetem Feedback

Bearbeite erst die Aufgaben. Vergleiche anschließend Deine Ergebnisse mit dem Feedback.


Basisaufgaben

B1 – Leistung: Eine Gleichstromleuchte wird mit 12 V betrieben und nimmt 0,5 A auf. Berechne P.

Feedback B1: P = 12 · 0,5 = 6 W. Das Ergebnis trägt die Einheit Watt, weil die Leistung und nicht der Energiebedarf gesucht ist.

B2 – Laufzeit: Eine 6-W-Leuchte leuchtet 30 Minuten. Berechne die Energie.

Feedback B2: 30 Minuten sind 0,5 Stunden. E = 6 · 0,5 = 3 Wh. Ohne die Zeitumrechnung wäre das Ergebnis falsch.


Anwendungsaufgaben

A1 – Taktung: Die 6-W-Leuchte ist innerhalb von sechs Stunden immer zehn Minuten EIN und 20 Minuten AUS. Bestimme die tägliche Energie.

Feedback A1: Der Tastgrad beträgt 1/3, deshalb ist die Leuchte zwei Stunden eingeschaltet. E = 6 · 2 = 12 Wh.

A2 – Mehrere Betriebstage: Die Leuchte arbeitet an 20 Tagen nach diesem Schema. Bestimme die Gesamtenergie.

Feedback A2: 12 Wh · 20 = 240 Wh = 0,24 kWh. Der Wert beschreibt die elektrische Energie der modellierten Leuchte, nicht automatisch den gesamten Energiebezug eines Netzteils.


Transferaufgaben

T1 – Bereitschaftsleistung: Eine Steuerung benötigt zusätzlich während der vier täglichen Ausschaltstunden 0,2 W. Wie hoch ist der gesamte modellierte Energiebedarf über 20 Tage?

Feedback T1: Zusätzliche Energie: 0,2 W · 4 h · 20 = 16 Wh. Zusammen mit den 240 Wh im Einschaltbetrieb ergibt das 256 Wh = 0,256 kWh. Auch kleine Bereitschaftsleistungen können relevant sein.

T2 – Geänderte Spannung: Der virtuelle 24-Ohm-Widerstand wird statt mit 12 V nur mit 6 V betrieben. Bestimme die neue Leistung.

Feedback T2: I = 6 V / 24 Ohm = 0,25 A. P = 6 V · 0,25 A = 1,5 W. Bei unverändertem ohmschem Widerstand sinkt die Leistung mit dem Quadrat der Spannung. Für eine reale LED-Leuchte darfst Du dieses Ergebnis nicht ungeprüft übernehmen.


Interaktive Aufgaben


Quiz: Teste Dein Wissen

Welche Gleichung beschreibt die elektrische Leistung bei Gleichstrom? (P = U mal I) (!P = U plus I) (!P = t mal I) (!P = U geteilt durch t)




Welche Leistung ergibt sich aus 12 V und 0,5 A? (6 W) (!12 W) (!24 W) (!0,5 W)




Welche Einheit wird für elektrische Leistung verwendet? (Watt) (!Wattstunde) (!Joule) (!Kilowattstunde)




Wie viel Energie benötigt eine 6-W-Leuchte in zwei Stunden? (12 Wh) (!3 Wh) (!6 Wh) (!120 Wh)




Wie viel sind 12 Wh in Kilowattstunden? (0,012 kWh) (!0,12 kWh) (!1,2 kWh) (!12 kWh)




Wie lange ist eine Leuchte bei einem Tastgrad von einem Drittel innerhalb von sechs Stunden eingeschaltet? (2 Stunden) (!1 Stunde) (!3 Stunden) (!6 Stunden)




Welchen Energiebedarf verursacht eine Leuchte mit täglich 12 Wh an 20 Betriebstagen? (240 Wh) (!24 Wh) (!120 Wh) (!2400 Wh)




Welcher Tastgrad ergibt sich bei zehn Minuten EIN und 20 Minuten AUS? (Ein Drittel) (!Ein Halb) (!Zwei Drittel) (!Drei Viertel)




Wie wird eine Stromstärke im virtuellen Stromkreis mit einem Amperemeter ermittelt? (Durch Reihenschaltung des Amperemeters) (!Durch Parallelschaltung des Amperemeters) (!Durch Messung der Zeit) (!Durch Ablesen der Leistungseinheit)




Was bedeutet ein bestandenes Quiz für reale Elektroarbeiten? (Es ersetzt keine fachliche Freigabe) (!Es erlaubt eigenständige Elektroinstallationen) (!Es ersetzt die Sicherheitsunterweisung) (!Es berechtigt zu Arbeiten an Netzspannung)




Lernfeedback: Prüfe bei jedem Rechenfehler zunächst Formel, eingesetzte Werte und Einheiten. Ein Quiz dient der Wissensüberprüfung, nicht dem Nachweis einer elektrotechnischen Arbeitsberechtigung.


Memory

Finde die fachlich zusammengehörenden Begriffe.

Elektrische Spannung Volt
Stromstärke Ampere
Leistung Watt
Energiebedarf Wattstunde
Tastgrad Anteil der Einschaltzeit
Einschaltdauer Zeit im eingeschalteten Zustand
Amperemeter Strommessgerät





Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe ihren fachlichen Bedeutungen zu.

Ordne die richtigen Begriffe zu. Thema
Elektrische Leistung Energieumsatz je Zeiteinheit
Elektrische Energie Leistung multipliziert mit der Nutzungszeit
Einschaltzeit Gesamtdauer im aktiven Zustand
Tastgrad Verhältnis von Einschaltzeit zu Gesamtzeit
Bereitschaftsleistung Leistungsaufnahme im Wartebetrieb
Voltmeter Messgerät zur Spannungsbestimmung





Kreuzworträtsel

Watt In welcher Einheit wird die elektrische Leistung angegeben?
Ampere Wie heißt die Einheit der elektrischen Stromstärke?
Volt Wie heißt die Einheit der elektrischen Spannung?
Wattstunde Welche Energieeinheit entsteht aus Watt multipliziert mit Stunden?
Tastgrad Wie heißt das Verhältnis von Einschaltzeit zu Gesamtzeit?
Einschaltdauer Welche tatsächliche Betriebszeit ist bei der Energieberechnung eines getakteten Verbrauchers wichtig?





LearningApps


Lückentext

Vervollständige den Text.
Die elektrische Leistung wird bei Gleichstrom aus Spannung und

berechnet.
Die Einheit der elektrischen Leistung ist

.
Eine Leuchte mit 12 V und 0,5 A hat eine Leistung von

W.
Die elektrische Energie erhältst Du aus Leistung mal

.
Eine halbe Stunde entspricht

Minuten.
Die Energieeinheit für die Berechnung mit Watt und Stunden heißt

.
Bei einem Takt aus zehn Minuten EIN und 20 Minuten AUS beträgt der Tastgrad

.
Während sechs Stunden Gesamtbetrieb ergibt sich eine Einschaltdauer von

Stunden.
Eine 6-W-Leuchte benötigt in diesen zwei Stunden

Wh.
An 20 entsprechenden Betriebstagen beträgt der Energiebedarf

Wh.
In Kilowattstunden entspricht dieser Wert

kWh.
Der sichere virtuelle Versuchsaufbau erfolgt in einer

.




Offene Aufgaben

Gestalte eigene Lernergebnisse. Alle Schaltungen werden ausschließlich virtuell dargestellt oder in freigegebenen berührungssicheren Schulungsumgebungen unter fachlicher Aufsicht untersucht.


Leicht

  1. Stromlaufplan: Zeichne einen einfachen Gleichstromkreis mit Spannungsquelle, Schalter und Leuchte. Beschrifte die Bauteile.
  2. Elektrische Leistung: Gestalte eine Formelkarte zu P = U · I mit Formelzeichen, Einheiten und einem Beispiel.
  3. Elektrische Energie: Erstelle eine Tabelle für die Energieaufnahme einer 6-W-Leuchte bei einer, zwei und vier Stunden.
  4. Gleichstrom: Beschreibe mit einer eigenen Skizze den Unterschied zwischen einem offenen und einem geschlossenen Stromkreis.


Standard

  1. Schaltungssimulation: Untersuche den virtuellen 12-V-Stromkreis mit einem 24-Ohm-Widerstand. Dokumentiere die Werte und erkläre ihre Bedeutung.
  2. Signaldiagramm: Zeichne ein Leistungs-Zeit-Diagramm mit zehn Minuten EIN und 20 Minuten AUS. Kennzeichne die Einschaltzeit.
  3. Energiebedarf: Vergleiche den täglichen Energiebedarf bei Dauerbetrieb und Taktbetrieb. Erstelle ein Diagramm.
  4. Fehleranalyse: Ein Auszubildender behauptet, eine 6-W-Leuchte benötige in drei Stunden 18 W. Erstelle eine fachlich begründete Korrektur.


Schwer

  1. Bereitschaftsleistung: Erstelle eine Energiebilanz für eine Signalleuchte mit zusätzlicher Steuerungsleistung im AUS-Zustand. Stelle Deine Annahmen transparent dar.
  2. Energieeffizienz: Entwickle zwei alternative Betriebszeitmodelle für eine Signalleuchte. Vergleiche Energieeinsparung und erforderliche Signalfunktion.
  3. Arbeitssicherheit: Führe ein Interview mit einer verantwortlichen Elektrofachkraft über freigegebene Schulungsmodelle, Qualifikation und Sicherheitsverantwortung. Dokumentiere die Aussagen ohne eigenständige Elektroarbeiten.
  4. Erklärvideo: Produziere ein kurzes Video oder eine Animation, in dem Du Stromlaufbild, Leistung, Einschaltdauer und Energiebedarf erklärst. Verwende ausschließlich eigene oder rechtmäßig nachnutzbare Medien und gib die Quellen an.




Text bearbeiten Bild einfügen Video einbetten Interaktive Aufgaben erstellen



Lernkontrolle

Bearbeite die folgenden Aufgaben schriftlich und begründe Deine Entscheidungen.

  1. Leistung und Energie: Zwei Leuchten benötigen jeweils 6 W. Die erste leuchtet zwei Stunden, die zweite sechs Stunden. Vergleiche ihren Energiebedarf und erkläre den Unterschied zwischen gleicher Leistung und unterschiedlicher Energie.
  2. Betriebszeit: Eine Signalleuchte hat einen geringeren Tastgrad als zuvor. Untersuche, wann dies den Energiebedarf verringert und welche zusätzlichen Informationen bei einer realen Steuerung nötig sind.
  3. Ohmsches Gesetz: Erkläre, warum ein konstanter Widerstand bei halber Spannung nur ein Viertel der ursprünglichen Leistung aufnimmt.
  4. Modellbildung: Begründe, warum eine reale LED-Leuchte nicht allgemein wie ein konstanter ohmscher Widerstand behandelt werden darf.
  5. Energiebilanz: Eine Steuerung verbraucht Energie, obwohl die Signalleuchte ausgeschaltet ist. Entwickle eine Rechnung, die beide Betriebszustände berücksichtigt.
  6. Arbeitssicherheit: Eine Person hat sämtliche Quizfragen richtig beantwortet und möchte danach selbstständig eine elektrische Anlage ändern. Erkläre, warum der Quiznachweis keine Arbeitsfreigabe ersetzt und welche fachlichen Zuständigkeiten entscheidend sind.

Bewertungsmaßstab: Richtige Formeln, nachvollziehbare Rechenwege, korrekte Einheiten, sinnvolle Annahmen, fachlich begründete Schlussfolgerungen und Beachtung der Sicherheitsgrenzen.




Lernnachweis

Für Deinen Lernnachweis erstellst Du eine kurze digitale oder schriftliche Dokumentation mit:

  1. Stromlaufbild: Einem fachlich beschrifteten Gleichstrom-Schaltbild.
  2. Leistungsberechnung: Einer nachvollziehbaren Rechnung aus Spannung und Stromstärke.
  3. Laufzeit: Einer Auswertung der tatsächlichen Einschaltdauer anhand eines Signaldiagramms.
  4. Elektrische Energie: Einer Berechnung in Wh und kWh.
  5. Simulation: Einem dokumentierten virtuellen Versuch mit Soll-Ist-Vergleich.
  6. Transfer: Einer begründeten Betrachtung von Taktgrad oder Bereitschaftsleistung.
  7. Arbeitssicherheit: Einer Beschreibung der Grenzen zwischen virtueller Lernübung, freigegebenem Schulungsmodell und realer elektrotechnischer Arbeit.
  8. Quellenangabe: Nachvollziehbaren Quellen- und Mediennachweisen.

Wichtig: Der Lernnachweis bewertet Wissen und Problemlösung. Er ist keine elektrotechnische Qualifikationsbescheinigung und erteilt keine Erlaubnis zu realen Elektroarbeiten.




OERs zum Thema


Wikipedia: Elektrische Leistung

Weiterführender Artikel: Elektrische Energie – Wikipedia


Geprüfte fachliche Quellen

  1. LEIFIphysik – Elektrische Leistung: Leistungsdefinition und Gleichstromformel P = U · I.
  2. LEIFIphysik – Elektrische Energie: Zusammenhang von Leistung, Zeit und Energie.
  3. PhET – Stromkreise schalten: Gleichstrom: Virtuelle Schaltungen und Messungen.
  4. PhET – Licensing Information: Nutzungsbedingungen der HTML-Simulationen.
  5. DGUV Information 203-002 – Elektrofachkräfte: Fachliche Zuständigkeiten und elektrotechnisch unterwiesene Personen.


Mediennachweise und Nutzungsrechte

Alle nachfolgenden Mediendateien wurden über ihre Wikimedia-Commons-Dateibeschreibungsseiten geprüft. Die Lizenzangaben beziehen sich auf die jeweilige Datei. Namensnennung und Lizenzbedingungen sind bei einer Weiterverwendung zu beachten.

Mediendatei Urheber Lizenz
Signallampe-db15.png Sebastian Nizan CC BY-SA 4.0
Simple-electric-circuit.svg MikeRun CC BY-SA 4.0
Direct-current-diagram.svg MikeRun CC BY-SA 4.0
SimpleCircuit.SVG Christopher Pritchard laut Commons Public Domain
Electricity Meter Closeup.jpg LordShadowWing CC BY-SA 4.0
Dutycycle.svg Krishnavedala CC BY-SA 3.0
Pwm duty cycle.gif Eighthave Public Domain

Videos: Die eingebundenen YouTube-Videos stammen aus den recherchierten Originalveröffentlichungen. Für sie wird keine Creative-Commons-Lizenz behauptet. Die Einbettung ist von einer freien Weiterverbreitung oder Bearbeitung zu unterscheiden. Rechtehinweise und Einbettungserlaubnis der Anbieter sind zu beachten.

Simulation: PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, CC BY-NC 4.0. Die Simulation wird auf der Originalplattform geöffnet, nicht als eigene freie Datei angeboten. Die Bedingungen für kommerzielle Nutzung sind gesondert zu prüfen.


Verknüpfte Lernbereiche


Zusammenfassung

Zusammenhang Formel
Elektrische Leistung P = U · I
Elektrische Energie bei konstanter Leistung E = P · t
Stromstärke bei bekanntem Widerstand I = U / R
Leistung am ohmschen Widerstand P = U² / R
Tastgrad d = t(EIN) / t(gesamt)
Mittlere Lastleistung bei P(AUS) = 0 P(mittel) = P(EIN) · d

Ausbildungsfall – Ergebnis: 12 V, 6 W, 0,5 A, zwei Stunden Einschaltdauer je Betriebstag und 0,24 kWh elektrische Lastenergie in 20 Tagen.


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