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Nachricht |
Johnkon
Anmeldungsdatum: 05.10.2022
Beiträge: 1
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 Johnkon Verfasst am: 05. Okt 2022 00:43 Titel: Energiewandler |
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Meine Frage:
Hallo liebe User/Experten,
momentan sind ja Energiewandler ein heisses Thema. Ich hoffe jemand kann mir bei meiner Frage helfen.
Bei Energiewandlern die mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln, verwendet man dabei meistens Das Prinzip der Induktionsspannung (Hoher Wirkungsgrad). Durch Eine Magnetfeldänderung in einer Spule (beispielsweise Rotation von Magneten bei einer Spule, Dynamoprinzip) wird eine Spannung induziert. Wenn ich nun einen Speicher/Verbraucher dranhänge, fließt auch noch Strom.
Nun hat meine Spule in der ich versuche mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln einen Innenwiderstand. Laut Wikipedia (unter Leistungsanpassung) steht: Ra / (Ra + Ri). Also könnte ich im besten fall meinen Außenwiderstand des Speichers mit meinem Innenwiderstand der Spule gleichsetzten. Dabei erreiche ich einen 50 Prozentigen Wirkungsgrad, also 50 Prozent meiner Energie geht an der Spule in Form von Wärme verloren und die anderen 50 Prozent werden gespeichert.
DIE DARAUS RESULTIERENDE UND FÜR MICH SCHOCKIERENDE FRAGE: Bedeutet dass nun, dass jeder Energiewandler, grundsätzlich nur aller höchstens 50 Prozent der Mechanischen Energie umwandeln kann???
Das würde mich sehr verwundern, da Wasserkraftwerke von 90 prozentigen Wirkungsgrade sprechen. weiteres Windkrafträder von höchstens 59 Prozent. Und zwar wird dort behauptet, dass man von der kinetischen Bewegungsenergie des Wassers bzw. der kinetischen Energie des Luftstroms anfängt zu rechnen.
Würde mich sehr freuen, wenn mich jemand darüber aufklären könnte. Vileicht habe ich da ja einen großen Denkfehler.
Meine Ideen:
Liebe Grüße
Johnkon |
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Capesius
Anmeldungsdatum: 01.05.2022
Beiträge: 55
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| Capesius Verfasst am: 05. Okt 2022 17:17 Titel: Willkommen an Bord |
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Hoffentlich habe ich Deinen Text trotz dessen eigenwilliger Orthographie richtig verstanden.
| Johnkon hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage:...Nun hat meine Spule in der ich versuche mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln einen Innenwiderstand. Laut Wikipedia (unter Leistungsanpassung) steht: Ra / (Ra + Ri). Also könnte ich im besten fall meinen Außenwiderstand des Speichers mit meinem Innenwiderstand der Spule gleichsetzten. Dabei erreiche ich einen 50 Prozentigen Wirkungsgrad, also 50 Prozent meiner Energie geht an der Spule in Form von Wärme verloren und die anderen 50 Prozent werden gespeichert. ...
Das würde mich sehr verwundern, da Wasserkraftwerke von 90 prozentigen Wirkungsgrade sprechen. weiteres Windkrafträder von höchstens 59 Prozent. Und zwar wird dort behauptet, dass man von der kinetischen Bewegungsenergie des Wassers bzw. der kinetischen Energie des Luftstroms anfängt zu rechnen. ...
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Das kommt nur für R_a= R_i heraus. Muß das denn so sein?
Davon abgesehen hat auch die Wandlung der kin. Strömungsenergie in elektromagnetische Feldenergie Wandlungsverluste. |
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Johnkon1
Gast
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| Johnkon1 Verfasst am: 05. Okt 2022 23:27 Titel: Hallo Capesius |
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Danke für deine Antwort. Man könnte nun Ra ganz klein machen und dann würde ich zwar einen sehr hohen Wirkungsgrad erreichen, aber die meiste Energie würde mir dann bei der Wicklung (also beim ersten Widerstand) abfallen. Wenn ich dann mein ganzes System betrachte, habe ich schlussendlich einen schlechteren Wirkungsgrad, als wenn ich Ri und Ra gleichsetzte.
Oder bin ich da falsch?
Liebe Grüße |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7246
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| Steffen Bühler Verfasst am: 06. Okt 2022 09:02 Titel: Re: Energiewandler |
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Willkommen im Physikerboard!
| Johnkon hat Folgendes geschrieben: | | Laut Wikipedia (unter Leistungsanpassung) steht: Ra / (Ra + Ri). Also könnte ich im besten fall meinen Außenwiderstand des Speichers mit meinem Innenwiderstand der Spule gleichsetzten. Dabei erreiche ich einen 50 Prozentigen Wirkungsgrad, also 50 Prozent meiner Energie geht an der Spule in Form von Wärme verloren und die anderen 50 Prozent werden gespeichert. |
Im selben Wiki-Eintrag steht allerdings auch:
| Zitat: | | Gängige elektrische Energiequellen zum Zwecke der Energieversorgung sollen mit möglichst hohem Wirkungsgrad nur die vom Verbraucher benötigte Leistung liefern; die Leistung im Verbraucher soll also gerade nicht maximiert werden. Ihre Auslegung erfolgt nicht auf Leistungsanpassung, sondern auf Spannungsanpassung (bei Spannungsquellen) oder Stromanpassung (bei Stromquellen); ihre Nennleistung würde also bereits weit vor einer (theoretischen) Leistungsanpassung überschritten. |
Viele Grüße
Steffen |
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Capesius
Anmeldungsdatum: 01.05.2022
Beiträge: 55
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| Capesius Verfasst am: 06. Okt 2022 23:58 Titel: Deine Schlußfolgerung... |
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...trifft ...
| Johnkon1 hat Folgendes geschrieben: | ...Man könnte nun Ra ganz klein machen und dann würde ich zwar einen sehr hohen Wirkungsgrad erreichen, aber die meiste Energie würde mir dann bei der Wicklung (also beim ersten Widerstand) abfallen. Wenn ich dann mein ganzes System betrachte, habe ich schlussendlich einen schlechteren Wirkungsgrad, als wenn ich Ri und Ra gleichsetzte.
Oder bin ich da falsch?
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...leicht daneben. Gerade ein sehr kleiner Innenwiderstand des Generators (also das Gerät, was man im wirklichen Dasein zur Energiewandlung anstelle Deiner Spule nimmt) relativ zum Lastwiderstand führt zu einem Wirkungsgrad, der gegen 1 strebt.
Jeder, der schon mal eine der sog. Lichtmaschinen in (verbrennermotorgetriebenen) Kfz genauer angeschaut (d.h., zerlegt) hat, wird die bei den Schrotthändlern so begehrten dicken Cu-Drähte gesehen haben, deren Dicke nur von denen des Anlassers übertroffen wird (der also mit einem sehr hohen Wirkungsgrad chemische in mechanische Energie wandelt). Natürlich kannst Du auch mal versuchen, in einem Kraftwerk nachzuschauen, aber die werden Dir eher nicht erlauben, mit dem Ohmmeter den Innenwiderstand der "Spule" nachzumessen. Natürlich kann man in einem Kraftwerk auch (relativ) dünne Drähte in den Generatoren verwenden, muß dann aber eine Impedanzwandlung vornehmen, um die Übertragungsverluste zu minimieren. Siemens hat mittlerweile sogar einen supraleitenden Elektromotor im Angebot, wenn ich mich richtig erinnere. Dein - wie Du mitgeteilt hast - Schockzustand hat also sicherlich keinen physikalischen Grund. |
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