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Lupoo
Anmeldungsdatum: 31.12.2010
Beiträge: 35
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 Lupoo Verfasst am: 10. Jun 2011 13:58 Titel: Massestück als "Antrieb" für Glühlämpchen |
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Hallo,
hab ne frage zu dieser Aufgabe:
1.0 Die Achse eines Experimentiergenerators wird durch ein an einer Schnur angebrachtes Massestück von 1,0 kg angetrieben. An den Generator ist ein Glühbirnchen (6,0V/0,50A) angeschlossen.
--einige Teilaufgaben folgen--
3.3.0 Zu dem Lämpchen wir nun ein zweites, gleichartiges parallel geschaltet und das Massestück wieder durch Aufspulen der Schnur in die Ausgangshöhe gebracht und losgelassen
3.3.1 Beschreiben Sie, welche Beobachtungen im Vergleich zum Versuch mit einem Glühlämpchen jetzt zu machen ist.
Als Lösung bei 3.3.1 steht, dass das Massestück langsamer als bei einem Glühlämpchen sinkt.
Mir ist klar, dass nun 6,0 W nötig sind (2x3,0W). Aber warum sinkt das Massestück langsamer?
Freu mich auf Antworten! |
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Lupoo
Anmeldungsdatum: 31.12.2010
Beiträge: 35
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| Lupoo Verfasst am: 16. Jun 2011 11:07 Titel: |
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hat denn keiner einen Tipp oder Lösungsvorschlag? (ist jetzt schon 6 Tage her  ) |
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TheBartman
Anmeldungsdatum: 09.07.2009
Beiträge: 482
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| TheBartman Verfasst am: 16. Jun 2011 11:56 Titel: |
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Einen Denkansatz habe ich, kann aber sein, dass er komplett falsch ist.
Durch eine zweite Lampe parallel sinkt der Gesamtwiderstand, dadurch fließt ein höherer Strom, was höhere Abstoßungskräfte/Reibung im Generator bedingt.
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http://www.ultimatespaceproject.de |
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Lupoo
Anmeldungsdatum: 31.12.2010
Beiträge: 35
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| Lupoo Verfasst am: 16. Jun 2011 12:25 Titel: |
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hmm die Antwort ist zugegeben etwas seltsam. Ich glaube nicht dass sie stimmt. Warum sinkt dann das Massestück bei Reihenschaltung langsamer?  |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 16. Jun 2011 12:40 Titel: |
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Vernachlässigen wir mal Reibung, etc.:
Dann ist die Leistung an der Welle gleich der elektrischen Arbeit:
Hier ist M konstant.
Die Leistung einer Glühbirne in Abhängigkeit der Spannung folgt in etwa dem Gesetz
U ist wiederum in etwa proportional zur Drehzahl, sodass
Nun hast du zwei Kurven P( ), deren Schnittpunkt die Betriebsfrequenz bestimmt:
1)
2)
Schaltet man zwei Birnen parallel, so ist deren Kennlinie
Was passiert mit dem Schnittpunkt?
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 16. Jun 2011 13:16 Titel: |
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| Lupoo hat Folgendes geschrieben: | | Warum sinkt dann das Massestück bei Reihenschaltung langsamer? |
Bei Reihenschaltung, also Vergrößerung des Widerstandes, würde das Massestück schneller sinken.
Und das ist folgendermaßen zu begründen (TheBartmans Ansatz ging schon in die richtige Richtung):
Letztlich geht es doch um ein Kräftegleichgewicht zwischen Antriebskraft m*g und "Bremskraft" (Moment mal Radius) des Generators. Ohne auf Einzelheiten zum inneren Aufbau des Generators einzugehen, kann man doch sagen, dass dort durch den fließenden Strom in einem (konstanten) Magnetfeld eine Lorentzkraft wirkt, die der Antriebskraft entgegengesetzt ist. Die Lorentzkraft ist nun wieder proportional dem fließenden Strom. Es lässt sich also sagen
Dabei ist U die induzierte Spannung, die proportional zur Geschwindigkeit ist, also
Da m*g konstant ist, muss auch v/R konstant sein. Daraus folgt: Bei kleinerem Widerstand (Parallelschaltung) ist auch die Sinkgeschwindigkeit geringer. Bei größerem Widerstand (Reihenschaltung) ist die Sinkgeschwindigkeit größer. |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 16. Jun 2011 13:25 Titel: |
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In anderen Worten (als Ergänzung):
Schaltet man zwei Birnen in serie, so ist deren gemeinsame Kennlinie
Der Schnittpunkt wandert daher nach oben - die Drehzahl wird größer.
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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Lupoo
Anmeldungsdatum: 31.12.2010
Beiträge: 35
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| Lupoo Verfasst am: 16. Jun 2011 13:35 Titel: |
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sorry ich meinte natürlich:
Warum sinkt dann das Massestück bei Reihenschaltung schneller?
@GvC: War echt eine gute Erklärung. Habs jetz verstanden!!
@schnudl: Habs leider nicht ganz verstanden, weil ich garnicht weiß was eine "Welle" oder "Kurve" ist. Da bin ich zu doof 
Danke an alle!! |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 16. Jun 2011 14:37 Titel: |
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Der sich drehende Schaft eines Motorgenerators wird als Antriebswelle bezeichnet.
Hauptsache du hast es verstanden...
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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Thesaurus
Anmeldungsdatum: 15.06.2011
Beiträge: 22
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| Thesaurus Verfasst am: 16. Jun 2011 15:23 Titel: |
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Hallo Schnudl,
woher kommt deine Gleichung für die Leistung des Birnchens?
Pel=U^2/R, nicht Pel=k*Wurzel(U^3) ???
Gruß
Thesaurus |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
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| schnudl Verfasst am: 16. Jun 2011 16:51 Titel: |
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Eine Glühbirne ist kein ohmscher Widerstand, da der Strom bei steigender Spannung nicht im gleichen Maße zunimmt, wie bei kleinen Spannungen. Einfach deshalb, da der Widerstand mit steigender Helligkeit immer größer wird. Näherungsweise gilt
 = k \cdot \sqrt{U})
k ... Proportionalitätsfaktor
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Thesaurus
Anmeldungsdatum: 15.06.2011
Beiträge: 22
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| Thesaurus Verfasst am: 16. Jun 2011 17:06 Titel: |
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Habe ich nicht berücksichtigt, danke ! |
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