ETM01 SGD-Einsendeaufgabe

1.
Welchen Widerstand hat der Bleimantel eines 180 m langen Kabels, wenn der Außendurchmesser des Bleimantels D = 30 mm und der Innendurchmesser
d = 24 mm betragen?

2.
Der Bleiakkumulator eines PKWs hat 12 V, 44 Ah. Nach welcher Zeit ist der Akku leer, wenn das Abblendlicht mit einer Leistung von insgesamt 110 W versehentlich nicht ausgeschaltet wurde?

3.
Zum Starten eines Dieselmotors ist eine Arbeit von etwa 5000 Nm erforderlich. Welche Kapazität (Elektrizitätsmenge) muss die 12-V-Akkumulatorenbatterie mindestens haben, wenn eine Ladung für 100 Startvorgänge ausreichen soll ?
Wirkungsgrad des Anlassers 70 %.

4.
Eine Kochplatte enthält zwei Widerstände von R1 = 97  und R2 = 37 . Welche Leistungsstufen sind bei dieser Kochplatte zu erreichen, wenn alle Widerstände einzeln oder in allen möglichen Kombinationen an eine Spannung von 230 V angeschlossen werden können?

5.
Auf einem Widerstand steht: 27 , 12 W. An welche Spannung darf dieser Widerstand höchstens angeschlossen werden?

6.
Ein kleiner Fluss führt eine Wassermenge von 4,2 m2/s. Welche elektrische Leistung kann damit bei einer Gefällehöhe von 5,8 m erzeugt werden, wenn die Wirkungsgrade der Turbine 70 % und des Generators 85 % betragen?

7.
Ein elektrischer Durchlauferhitzer hat eine Leistung von 12 kW. Welche Wassermenge kann das Gerät je Minute von 8 °C auf 37 °C erwärmen?

8.
Wie hoch sind die in einem Jahr eingesparten Kosten für die elektrische Arbeit, wenn eine Fabrikhalle anstatt mit Glühlampen mit Leuchtstofflampen beleuchtet wird?
Um die gleiche Beleuchtungsstärke zu erreichen, sind bei Glühlampen 24 kW, bei Leuchtstofflampen 8 kW erforderlich.
Kosten der elektrischen Arbeit: 19 Ct/kWh.
Brenndauer: 1000 h/Jahr.

9.
Ein anzeigendes Messinstrument hat einen Innenwiderstand von 3 k und darf höchstens von 1 mA durchflossen werden. Das Instrument soll
a)
als Spannungsmesser mit einem Messbereich bis zu 300 V
b)
als Strommesser mit einem Messbereich bis zu 6 A
verwendet werden.
Was ist in den beiden Fällen zu tun?

Die beiden Schaltungen sind zeichnerisch darzustellen.
10.
Am Ende einer 1000 m langen Aluminium-Freileitung mit 25 mm2 Querschnitt ist ein 230-V-Motor mit 7,7 kW und  = 0,84 angeschlossen.
a)
Wie groß ist der Leistungsverlust in der Leitung?
b)
Wie ändert sich der Leistungsverlust bei Verdoppelung des Leitungsquerschnittes?
c)
Wie ändert sich der Leistungsverlust bei dem ursprünglichen Querschnitt von 25 mm2, wenn die Übertragungsspannung verdoppelt wird?
(Der Motor hat dann also 440 V, 7,7 kW,  = 0,84.)
d)
Beantworten Sie die folgenden Fragen bitte ohne zu rechnen:
Wie und um wie viel % ändert sich der Leistungsverlust einer Leitung, wenn der Leitungsquerschnitt zehnmal so groß wird ?
Wie und um wie viel % ändert sich der Leistungsverlust einer Leitung, wenn der Leitungsquerschnitt sich nicht ändert, dafür aber die Übertragungsspannung zehnmal so groß wird ?

11.
Zu einer Wasserpumpe führt eine 2,4 km lange Freileitung aus Aluminium.
Auf dem Leistungsschild des Motors steht:
440 V, 16,5 kW,  = 88 %.
Welchen Querschnitt muss die Freileitung haben, wenn der Spannungsverlust 8 % nicht überschreiten darf?