Ladung und Energie Klasse A

Energie ist Ladung mal Spannung. Die Amperestunde ist eine Ladung, mal Volt ergibt sie Wattstunden.

Lösungsweg:

1. W = U · Q
2. W = 12 V · 5 Ah
3. W = 60 Wh

Kniff: Die Kapazität in Ah sagt allein noch nichts über die Energie — erst mit der Spannung zusammen. Deshalb steht auf Akkus meist beides.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 12,0 Wh – Die Spannung als Ergebnis abgeschrieben. Multipliziert wurde nicht.
• 2,4 Wh – Geteilt statt multipliziert: 12 / 5 = 2,4.
• 5,0 Wh – Die Kapazität als Ergebnis abgeschrieben. Ohne die Spannung ist es keine Energie.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/AB501

Erst die Leistung, dann die Energie: P = U · I, und W = P · t.

Lösungsweg:

1. P = 230 V · 0,63 A = 144,9 W
2. W = 144,9 W · 7 h = 1014 Wh
3. 1014 Wh = 1,01 kWh

Kniff: Zwei Schritte, und beim zweiten wird mit der Zeit multipliziert, nicht durch sie geteilt. Am Ende steht eine Energie in Wattstunden, die noch in Kilowattstunden umgerechnet wird.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 20,7 kWh – Durch die Stunden geteilt statt mit ihnen multipliziert: 230 · (0,63 / 7) = 20,7 — und das Ergebnis dann als kWh gelesen.
• 0,14 kWh – Das ist die Leistung von 144,9 W, nur als kWh geschrieben. Der zweite Schritt mit der Zeit fehlt.
• 2,56 kWh – Zu dieser Zahl führt keine der üblichen Verwechslungen — eine Blindantwort.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/AB502

Lösungsweg:

1. P = U² / R = (10 V)² / 100 Ω = 1 W
2. W = P · t = 1 W · 1 h = 1 Wh
3. 1 Wh = 3600 Ws = 3600 J

Kniff: Erst die Leistung, dann die Zeit. Eine Stunde macht aus Watt unmittelbar Wattstunden — und 1 Wh sind 3600 Ws, also 3600 J.

Warum die anderen nicht stimmen:

• 2 Wh bzw. 7200 J – Die beiden Angaben passen zueinander (2 Wh sind wirklich 7200 J), nur ist die Leistung doppelt so groß wie berechnet. Ein Rechenweg, der auf 2 W führt, ist hier nicht zu erkennen — eher eine Blindantwort.
• 0,1 Wh bzw. 360 J – Das ist der STROM, nicht die Leistung: I = 10 V / 100 Ω = 0,1 A. Die Zahl stimmt, die Größe nicht.
• 0,5 Wh bzw. 1800 J – So rechnet man mit einem SPITZENWERT: P = Û² / (2R) = 0,5 W. Hier liegt aber eine Gleichspannungsquelle an — bei ihr gibt es keinen Spitzenwert, der halbiert werden müsste.

Ausführlicher Rechen- bzw. Lösungsweg im Lehrgang des DARC: 50ohm.de/AB503