Lernauftrag 16: Ursachen für Leistungsänderung
Hier findest du die Lösungen.
Auf einer Baustelle wurde eine Heizung mit \(230\ V/ 2,6\ kW\) aus einem Baustromverteiler mit elektrischer Energie versorgt. Die Heizung wurde ca. 10 m entfernt von der Verteilung aufgestellt und dort arbeitete sie wie gewünscht.
Nach einer Woche wurde die Heizung abgebaut und auf einer anderen Baustelle erneut aufgebaut. Dieses Mal wurde sie jedoch über eine 100 m lange Anschlussleitung betrieben. Ein Kollege stellte fest, dass die Heizung nicht mehr die volle Leistung abgibt.
Die Heizung wird für diese Aufgabe stark vereinfacht an Gleichstrom betrieben. Die Verlängerungskabel bestehen aus \(2\times 1,5mm^2\ Cu\).
Aufgabe 1
Zeichne* ein Ersatzschaltbild (ESB) der betriebenen Heizungsanlage. Im Kern entspricht die Heizung einem Widerstand.
Aufgabe 2
Berechne die Leistung der Heizung auf beiden Baustellen. Geh davon aus, dass die Heizung
Hilfestellung:
Betrachte zuerst, daß es keine Zuleitung gäbe und die Heizung unmittelbar an der Stromversorgung ist.
- Ermittle den fließenden Strom \(I\).
- Ermittle den Widerstand \(R_{Heizung}\).
Nun kommt die Leitung hinzu
- Ermittle den Leitungswiderstand bei 10m Entfernung zur Verteilung \(R_{Leitung1}\)
- Ermittle den Leitungswiderstand bei 100m Entfernung zur Verteilung \(R_{Leitung2}\)
- Nutze das Tabellenbuch, um die Formel für den Leitungswiderstand zu finden.
- Bedenke das Material, aus dem der Leiter ist.
Zuleitung und Heizung sind Widerstände in Reihe.
- Addiere die Widerstände \(R_{Heizung}+R_{Leitung1}\) ...
- Berechne, welcher Strom fließt \(I_1\), \(I_2\)
- Nutze den gefundenen Strom, um zu berechnen, welche Spannung über die Leitung abfällt \(U_1\), \(U_2\)
- Nutze die gefundenen Ströme und die übrig bleibende Spannung um die Leistung \(P_1\) und \(P_2\) zu berechnen
- Vergleiche die beiden Leistungen
Aufgabe 3
Ermittle, welche elektrischen Größen für den Leistungsverlust verantwortlich waren.