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Elektrische Leistung P = U · I und Wirkungsgrad

Das Typenschild verrät, wie viel Leistung ein Gerät aufnimmt — und damit, was eine Betriebsstunde kostet.

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Übungsaufgaben

Alle Übungen fortlaufend nummeriert — zuerst die interaktiven Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln, danach die Rechen- und Textaufgaben. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Was gilt für die elektrische Leistung?
AFB I

Welche Aussagen über elektrische Leistung und Wirkungsgrad sind richtig?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Leistung ist Energie pro Sekunde, nicht gespeicherte Energie — erst E = P · t verrät den Verbrauch, und mehr Nutzenergie als zugeführte Energie kann kein Gerät abgeben.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen rund um Leistung, Kilowattstunden und Wirkungsgrad.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

P = U · I liefert Watt, E = P · t liefert Kilowattstunden, und η ist eine reine Verhältniszahl.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Die elektrische Leistung ist das Produkt aus und ; ihre Einheit ist das . Die umgesetzte Energie E = P · t rechnet man im Haushalt in ab. Das Verhältnis von nutzbarer zu zugeführter Energie heißt .

Der Widerstand bleibt übrig: Er steckt in U = R · I, wird für P = U · I aber nicht gebraucht.
A4
Leistung, Energie oder Wirkungsgrad?
AFB I

Ordne jede Angabe der physikalischen Größe zu, zu der sie gehört.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Leistung P
2Energie E
3Wirkungsgrad η
Die Einheit entscheidet: W steht für Energie pro Sekunde, Wh und J für Energie — und der Wirkungsgrad hat gar keine Einheit.
A5
Blitzrechnung
AFB I

Auf dem Typenschild eines Staubsaugers steht 230 V / 3,5 A. Welche Leistung nimmt er auf?

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
P = 230 V · 3,5 A = 805 W — im Kopf: 230 · 3 = 690, dazu die Hälfte von 230, also 115.
A6
Stromkosten Schritt für Schritt
AFB II

Bringe die Schritte in die Reihenfolge, in der man die Stromkosten eines Geräts bestimmt.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Leistung vom Typenschild ablesen und in Kilowatt umrechnen
2Betriebsdauer in Stunden angeben
3Energie mit E = P · t in Kilowattstunden berechnen
4Energie mit dem Preis je Kilowattstunde multiplizieren
5Kosten gerundet in Euro und Cent angeben
Am häufigsten fehlt das Umrechnen in Kilowatt und Stunden — mit Watt und Minuten kommen keine Kilowattstunden heraus.
A7
Rechenkette
AFB II

Der Motor einer Seilwinde trägt das Typenschild 230 V / 4,0 A. In 25 s hebt er eine Last und verrichtet dabei 15 000 J Hubarbeit.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Leistungsaufnahme P = U · I W
  2. Zugeführte Energie in 25 s: E = P · t J
  3. Wirkungsgrad η = E_nutz / E_zu %
  4. Verlustenergie E_zu − E_nutz J
Nutzenergie und Verlustenergie ergeben zusammen immer die zugeführte Energie — die 8000 J erwärmen Motor und Getriebe.
A8
Welche Stromstärke fließt?
AFB II

Alle Geräte hängen am 230-V-Netz. Verbinde jedes Gerät mit der Stromstärke, die es aufnimmt.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
I = P / U: Teile die Wattzahl durch 230 — 2300 W ergeben genau 10 A, alles andere lässt sich daran abschätzen.
A9
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Zeile 6 ist der Klassiker: Watt müssen erst durch 1000 geteilt werden, bevor Kilowattstunden herauskommen.
A10
Wie ändert sich die Leistung?
AFB III

Ein Gerät arbeitet mit der Spannung U und der Stromstärke I. Schätze für jede Zeile ein, wie sich P = U · I ändert — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = kleiner als vorher, 2 = unverändert, 3 = doppelt so groß, 4 = dreimal so groß, 5 = viermal so groß. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = kleiner als vorher5 = viermal so groß
U wird verdoppelt, I bleibt gleich
U und I werden beide verdoppelt
U wird verdoppelt, I wird halbiert
U bleibt gleich, I wird halbiert
U wird verdreifacht, I bleibt gleich
Weil P das Produkt aus U und I ist, multiplizieren sich die Faktoren: verdoppeln und halbieren heben sich auf, zweimal verdoppeln ergibt das Vierfache.