Energie

Elektrische Energie: Leistung und elektrische Spannung

In der Platte eines Elektroherdes sind drei Heizwedeln A, B und C verlegt. Wie im Schaltplan dargestellt, sind diese Heizwedeln untereinander und mit Schaltern verbunden. Die Schalter werden in verschiedenen Kombinationen mittels eines Drehkopfes betätigt.

a) Gib mögliche Schalterkombinationen an. Zeichne dazu jeweils ein vereinfachtes Schalbild.

b) Der Widerstand der Wendeln A und C beträgt 180 Ω, der der Wendel B 60 Ω. Welche Leistung wird bei den verschiedenen Schalterkombinationen umgesetzt, wenn die Betriebsspannung 230 V beträgt?

Lösung

a) 1. A, B und C in Reihe schalten: S1 und S4 schließen,
2. A alleine: S1 und S3 schließen,
3. B alleine: S2 und S3 schließen bzw. S2 und S4
4. A und B parallel: S1, S2 und S3 schließen bzw. S2, S3 und S4
5. A, B und C parallel: S1, S2, S3 und S4 schließen

b) Leistung

1. P = U² / R    R = R_A + R_B + R_C = 420 Ω
P = (230 V)² / 420 Ω = 126 W
2 P = (230 V)² / 180 Ω = 294 W
3 P = (230 V)² / 60 Ω = 882 W
4 R = R_A*R_B / (R_A+R_B) = 45 Ω    P = (230 V)² / 45 Ω = 1176 W
5 1/R = 1/R_A + 1/R_B + 1/R_C   R = 36 Ω       P = (230 V)² / 36 Ω = 1469,4 W