Klasse 10 b 2. Schulaufgabe aus der Physik 20. 05. 1999
(WWG) – Nachholschulaufgabe –
Achte auf eine saubere Form!
1. Antworte in kurzen aber vollständigen Sätzen:
a) Worin besteht das Schutzkontakt-Prinzip bei der Stromversorgung im Haushalt und
wie wirkt es?
b) Welche Elektrogeräte benötigen Schutzkontaktstecker, für welche reichen Flach-
stecker aus?
2. Gegeben ist nebenstehend gezeichnete Schal-
tung. Die Lämpchen L1 und L2 würden beim
direkten Anlegen einer 12,0 V Spannung (oh-
ne Vorwiderstand R) jeweils eine elektrische
Leistung von 30,0 W umsetzen. Die Lämp-
chen sollen als ohmsche Widerstände angese-
hen werden.
m@@
L2
m@@
q
L1
R = 0,200 Ω
aa
q
Uges = 12,0 V
Iges
IL
IL
a) Berechne den Widerstand RL der Lämpchen.
(Ergebnis zum Weiterrechnen: RL = 4,80 Ω)
b) Berechne die an den Lämpchen anliegende Spannung UL.
c) Berechne die in jedem Lämpchen umgewandelte elektrische Leistung PL.
3. Teurer Strom
Eine „Mignon“-Batterie wie sie z.B. für Tachenrechner verwendet wird, hat eine Ladungs-
menge von 1,1 Ah (Amperestunden) gespeichert. Sie liefert eine Spannung von 1,5 V. Der
Preis der Batterie betrage 1,50 DM.
a) Welche elektrische Energie in Joule ist in der Batterie gespeichert? Gehe davon aus,
dass die Batterie konstant mit 1 A belastet wird und die Spannung während der ge-
samten Einsatzzeit der Batterie gleich bleibt.
b) Wie viele DM würde eine kWh elektrische Arbeit aus derartigen Batterien kosten?
4. Hochvakuumdiode
a) Zeichne qualitativ die Kennlinie einer Hochvakuumdiode in Durchlass- und Sperr-
richtung (Anodenspannung nach rechts, Anodenstrom nach oben).
b) Zeichne in das Diagramm eine zweite Kennlinie ein, die bei geringerer Heizspannung
gemessen wurde.
Viel Erfolg !
Kink
(WWG) – Nachholschulaufgabe –
Achte auf eine saubere Form!
1. Antworte in kurzen aber vollständigen Sätzen:
a) Worin besteht das Schutzkontakt-Prinzip bei der Stromversorgung im Haushalt und
wie wirkt es?
b) Welche Elektrogeräte benötigen Schutzkontaktstecker, für welche reichen Flach-
stecker aus?
2. Gegeben ist nebenstehend gezeichnete Schal-
tung. Die Lämpchen L1 und L2 würden beim
direkten Anlegen einer 12,0 V Spannung (oh-
ne Vorwiderstand R) jeweils eine elektrische
Leistung von 30,0 W umsetzen. Die Lämp-
chen sollen als ohmsche Widerstände angese-
hen werden.
m@@
L2
m@@
q
L1
R = 0,200 Ω
aa
q
Uges = 12,0 V
Iges
IL
IL
a) Berechne den Widerstand RL der Lämpchen.
(Ergebnis zum Weiterrechnen: RL = 4,80 Ω)
b) Berechne die an den Lämpchen anliegende Spannung UL.
c) Berechne die in jedem Lämpchen umgewandelte elektrische Leistung PL.
3. Teurer Strom
Eine „Mignon“-Batterie wie sie z.B. für Tachenrechner verwendet wird, hat eine Ladungs-
menge von 1,1 Ah (Amperestunden) gespeichert. Sie liefert eine Spannung von 1,5 V. Der
Preis der Batterie betrage 1,50 DM.
a) Welche elektrische Energie in Joule ist in der Batterie gespeichert? Gehe davon aus,
dass die Batterie konstant mit 1 A belastet wird und die Spannung während der ge-
samten Einsatzzeit der Batterie gleich bleibt.
b) Wie viele DM würde eine kWh elektrische Arbeit aus derartigen Batterien kosten?
4. Hochvakuumdiode
a) Zeichne qualitativ die Kennlinie einer Hochvakuumdiode in Durchlass- und Sperr-
richtung (Anodenspannung nach rechts, Anodenstrom nach oben).
b) Zeichne in das Diagramm eine zweite Kennlinie ein, die bei geringerer Heizspannung
gemessen wurde.
Viel Erfolg !
Kink
michih
30.4.2006, 16:00:38michih
30.4.2006, 16:00:50michih
30.4.2006, 16:01:05michih
30.4.2006, 16:02:08€
michih
30.4.2006, 16:02:23€
Klasse 10 b 2. Schulaufgabe aus der Physik 20. 05. 1999
(WWG) Musterlösung
1. a) Beim Schutzkontakt-System hat man neben dem Außenleiter und dem geerdeten Mit-
telleiter eine geerdete Schutzkontaktleitung, die mit den äußeren Metallteilen von
Elektrogeräten verbunden ist. Tritt ein Isolationsfehler am Außenleiter auf, so führt
jeder Kontakt des Außenleiters mit den Gehäuseteilen zu einem Kurzschluss, die Si-
cherung schaltet ab.
b) Nur Geräte mit außenligenden Metallgehäuseteilen benötigen Schukostecker, für die
anderen reichen die zweipoligen Flachstecker ohne Schutzerde.
2. a) P = U ·I
⇒ I = P
U
RL = U
I = U2
P = (12,0 V)2
30,0 W = 4,80 Ω
b) 1
RL,ges
= 1
RL
+ 1
RL
= 2
RL
⇒ RL,ges = 1
2 RL = 1
2 ·4,80 Ω = 2,40 Ω
Rges = RL,ges + R = 2,40 Ω + 0,200 Ω = 2,60 Ω
UL
Uges
= RL,ges
Rges
UL = Uges ·RL,ges
Rges
= 12,0 V · 2,40 Ω
2,60 Ω = 11,1 V
c) RL = UL
IL
⇒ IL = UL
RL
PL = UL ·IL = U2L
RL
= (11,1 V)2
4,80 Ω = 25.7 W
3. a) Laufzeit bei 1,0 A: t = 1,1 h = 4000 s
Arbeit bzw. Energie E = U ·I ·t = 1,5 V ·1,0 A ·4000 s = 6,0 kJ
b) Preis pro Energieeinheit: p = 1,50 DM
6,0 kJ = 1,50 DM
6,0 kW 1 h3600
= 900 DM
Eine kWh würde also mit 900 DM zu Buche schlagen.
4. a)
b) 6
-
kleineres UH
IA
UA
(WWG) Musterlösung
1. a) Beim Schutzkontakt-System hat man neben dem Außenleiter und dem geerdeten Mit-
telleiter eine geerdete Schutzkontaktleitung, die mit den äußeren Metallteilen von
Elektrogeräten verbunden ist. Tritt ein Isolationsfehler am Außenleiter auf, so führt
jeder Kontakt des Außenleiters mit den Gehäuseteilen zu einem Kurzschluss, die Si-
cherung schaltet ab.
b) Nur Geräte mit außenligenden Metallgehäuseteilen benötigen Schukostecker, für die
anderen reichen die zweipoligen Flachstecker ohne Schutzerde.
2. a) P = U ·I
⇒ I = P
U
RL = U
I = U2
P = (12,0 V)2
30,0 W = 4,80 Ω
b) 1
RL,ges
= 1
RL
+ 1
RL
= 2
RL
⇒ RL,ges = 1
2 RL = 1
2 ·4,80 Ω = 2,40 Ω
Rges = RL,ges + R = 2,40 Ω + 0,200 Ω = 2,60 Ω
UL
Uges
= RL,ges
Rges
UL = Uges ·RL,ges
Rges
= 12,0 V · 2,40 Ω
2,60 Ω = 11,1 V
c) RL = UL
IL
⇒ IL = UL
RL
PL = UL ·IL = U2L
RL
= (11,1 V)2
4,80 Ω = 25.7 W
3. a) Laufzeit bei 1,0 A: t = 1,1 h = 4000 s
Arbeit bzw. Energie E = U ·I ·t = 1,5 V ·1,0 A ·4000 s = 6,0 kJ
b) Preis pro Energieeinheit: p = 1,50 DM
6,0 kJ = 1,50 DM
6,0 kW 1 h3600
= 900 DM
Eine kWh würde also mit 900 DM zu Buche schlagen.
4. a)
b) 6
-
kleineres UH
IA
UA
michih
30.4.2006, 16:01:23michih
30.4.2006, 16:01:38michih
30.4.2006, 16:03:27€
michih
30.4.2006, 16:02:48€
michih
30.4.2006, 16:02:54€
michih
30.4.2006, 16:03:23€
