Ist die Aussage richtig oder falsch? Korrigieren Sie die falschen Aussagen.
Экзаменационный билет № 1.
1. Lesen Sie und übersetzen Sie den Text.
Der elektrische Strom
Wichtige Kenngrößen des elektrischen Stroms sind Strom (genau genommen Stromstärke und Spannung. Die Maßeinheit für die Stromstärke ist Ampere und wird mit „A“ abgekürzt, während die Spannung in Volt d. h. ,,V" angegeben wird. Man kann sich diese Kenngrößen am einfachsten dadurch verdeutlichen, dass man einen Vergleich mit einem Wasserrohr zieht.
Die Stromstärke beschreibt die Menge der durchfließenden Elektronen pro Zeiteinheit, im Vergleich also die durchfließende Wassermenge pro Zeiteinheit. Die Spannung beschreibt hingegen, unter welchem Druck das Wasser steht. Wie beim Wasser auch, kann eine hohe Spannung vorhanden sein (= hoher Wasserdruck), ohne dass ein Strom fließt (= Hahn zugedreht). Andererseits kann bei einem schon sehr geringen Druck eine sehr hohe Wassermenge pro Zeiteinheit fließen, wie es größere Flüsse demonstrieren. Beim elektrischen Strom ist das nicht anders.
Beantworten Sie die Fragen.
1. Wie heißen die wichtigen Kenngröβen des elektrischen Stromes?
2. Wie ist die Maßeinheit für die Stromstärke?
3. Wie heißt die Einheit für die Spannung?
4. Was beschreibt die Stromstärke?
5. Was beschreibt die Spannung?
Экзаменационный билет № 2.
1. Lesen Sie und übersetzen Sie den Text.
Der elektrische Stromkreis
In Bild 1 sehen Sie links eine Stromquelle, die die Spannung U1 zur Verfügung stellt. Der positive Pol der Stromquelle ist über einen Schalter an einen Verbraucher geführt und von dort zurück an den Minuspol der Stromquelle. Als elektrischen Verbraucher können Sie sich beispielsweise ein Heizelement oder eine Glühlampe vorstellen. In diesem stoßen die Elektronen beim Hindurchbewegen auf leichten Widerstand und geben so Energie ab. Dadurch erhitzt sich das Material. Bei einer Glühlampe wird die Wärmeerzeugung derart auf die Spitze getrieben, dass das Material weiß glühend wird und so Licht emittiert.
Ist der Schalter offen, fließt kein Strom I1. Denn die Elektronen stehen zwar sozusagen „unter Druck”, können aber die elektrischen Leitungen nicht verlassen. Damit können sie nirgendwohin fließen, wodurch auch kein Strom fließen kann. Der Schalter könnte auch in der unteren Leitung liegen, wei1seine Position egal ist. Wichtig ist nur, dass der Stromkreis an mindestens einer Stelle unterbrochen werden kann. Am Verbraucher liegt bei geöffnetem Schalter mangels Stromquelle die Spannung U2 = 0 V, wodurch auch kein Strom durch den Verbraucher fließen kann, d. h. I2 = 0 A.
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Schließt man den Schalter, ändern sich schlagartig die Verhältnisse. Da die Leitungen (wenigstens im Idealfall) keine Spannung „verbrauchen“, ist die Spannung U2 am Verbraucher identisch mit U1. Und weil keine Elektronen aus der Leitung aus dem Weg zum Verbraucher verloren gehen (analog zu einer dichten Wasserleitung), ist der Strom I1 auch genauso groß wie I2 . Was Sie vielleicht überraschen wird, ist die Tatsache, dass der Strom I3 ebenfalls so groß wie I1 bzw. I2 ist. Dies ist aber näherer Betrachtung ganz logisch: Auch elektrische Verbraucher verbrauchen d. h. vernichten selbstverständlich keine Elektronen. Vielmehr wandeln sie nur die Bewegungsenergie der Elektronen um, und zwar z. B. in Wärme bei einem Heizelement bzw. Wärme und Licht bei einer Glühlampe. Dies hat zur Folge, dass hinten bei jedem Verbraucher genauso viele Elektronen herauskommen wie vorne reinkommen. Und gleiche Elektronenmenge pro Zeiteinheit bedeutet gleiche Stromstärke.
Üblicherweise wird jeder Stromkreis durch eine Sicherung geschützt. Die Sicherung reagiert ab einem bestimmten Strom und unterbricht diesen Stromkreis. Damit werden alle Teile des Stromkreises vor Überlastung und gegen Kurzschluss geschützt. Einen Kurzschluss nennt man den Zustand, wenn der Plus-Pol und der Minus-Pol einer Spannungsquelle eine direkte Verbindung (0 Ω ) haben. Ist die Spannung der Spannungsquelle zu hoch (Wechselspannung= 50 V, Gleichspannung = 120 V) besteht Gefahr für den Menschen, wenn er diesen Kurzschluss verursacht (bei einem Körperwiderstand von ca. 1 bis 1,5 kΩ)
Beantworten Sie die Fragen.
1. Wodurch erhitzt sich das Material eines Verbrauchers?
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2. Warum flieβt bei geöffnetem Schalter kein Strom?
3. Warum ist I1 gleich I2 gleich I3?
4. Wie wird ein Stromkreis geschützt?
5. Wovor müssen alle Teile des Stromkreises geschützt werden?
6. Wer ist bei zu hoher Spannung der Spannungsquelle gefährdet?
Экзаменационный билет № 3.
1. Lesen Sie und übersetzen Sie den Text.
Grundsätzlicher Aufbau von Akkus
Akkus bestehen immer aus zwei Elektroden, die in eine Elektrolytlösung eintauchen, wie dies in Bild 1 dargestellt ist. Die verschiedenen Akkutypen unterscheiden sich durch das verwendete Elektrodenmaterial und den Elektrolyten. Der Elektrolyt besteht nicht bei allen Akkutypen aus einer flüssigen Lösung, sondern es kann sich auch um ein Gel oder sogar um einen Feststoff handeln. Ein spezieller Akkutyp ist oft in den unterschiedlichsten Bauformen erhältlich. Beispielsweise kann man die bekannten NiMH-Akkus außer als weitverbreitete Rundzellen in unterschiedlichen Größen auch in einer Bauform kaufen, die sehr stark an die im Automobilbereich verwendeten Bleiakkus erinnert.
Akku laden Akku entladen
Bild 1a: Akku laden Bild 1b: Akku entladen
Beim Laden läßt man einen Strom durch den Akku fließen (Bild 1a). Den Stromfluß bewirkt eine Stromquelle, die als G wie Generator dargestellt ist. Dadurch kommt eine chemische Reaktion in Gange, wodurch beide Elektroden sich chemisch verändern. Welche Reaktionen das genau sind, hängt vom Akkutyp ab. Irgendwann ist nicht mehr genug Elektrodenmaterial für diese Reaktion vorhanden oder besser gesagt dem Elektrolyten zugänglich. Ab diesem Zeitpunkt wird der Akku nicht weiter geladen sondern es finden unerwünschte chemische Reaktionen statt wie z.B. die chemische Zersetzung des Elektrolyten. Weil es sich meistens um einen wässrigen Elektrolyten handelt, wird das darin enthaltene Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff durch Elektrolyse aufgespaltet. Ist der Akku hermetisch verschlossen, kann er bei sarker Überladung durch den entstehenden Überdruck explodieren. Zudem verringern in einem solchen Fall chemische Reaktionen irreversibel die nutzbare Kapazität des Akkus. Daher sollte man bei Erreichen der Volladung das Laden sofort beenden. Das Explodieren durch zu hohen Innendruck bei extremer Überladung verhindern die Hersteller zwar bei im Handel erhältlichen Akkus durch Einbau eines Überdruckventils bzw. einer Sollbruchstelle, jedoch ist bei Ansprechen dieses Ventils bzw. dieser Sollbruchstelle der Akku Schrott. Zudem tritt dann ein Teil des Elektrolyten aus, der meistens ätzend ist.
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Ist der Akku geladen, kann man ihm solange Strom entnehmen (in Bild 1b ist exemplarisch eine Lampe als Stromverbraucher dargestellt), bis die im Vergleich zum Ladevorgang umgekehrte chemische Reaktion zum Erliegen gekommen ist. Im Idealfall kann man genausoviel Ladung (also Strom mal Zeit) entnehmen, wie man hineingesteckt hat. In der Praxis liegt der Wirkungsgrad meistens zwischen 70% und knapp unter 100%, d.h. man muss etwas mehr Ladung in den Akku hineinstecken, als man später entnehmen kann.
Beantworten Sie die Fragen.
1. Woraus bestehen Akkus?
2. Wodurch unterscheiden sich verschiedenen Akkutypen?
3. Wodurch verändern sich beide Elektroden chemisch?
4. Warum wird das enthaltene Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespaltet?
5. Was führt zur Explosion des Akkus?
6. Wie verhindern die Hersteller, dass der Akku explodiert?
7. Welchen Wirkungsgrad erreicht ein Akku?
Экзаменационный билет № 4.
1. Lesen Sie und übersetzen Sie den Text.
Elektromagnetische Felder
Die Nutzung von Elektrizität in allen Lebensbereichen sowohl als Energiequelle (z.B. Beleuchtung, Antriebe) als auch zur Signalübertragung (z.B Radio, Fernsehen, Telefon) ist mit einer Veränderung der (elektromagnetischen) Umwelt des Menschen verbunden.
Überall, wo Elektrizität erzeugt, transportiert oder verbraucht wird, entstehen für die menschlichen Sinne zumeist nicht wahrnehmbare elektrische und auch magnetische Felder. Die Stärke des jeweiligen elektrischen Feldes, die elektrische Feldstärke (gemessen in Volt pro Meter [V/m]), ist unabhängig davon, ob durch eine elektrische Einrichtung ein Strom flieβt; die elektrische Einrichtung muss nur eine Spannung gegenüber einem Bezugspunkt (zumeist Erde) aufweisen. Die magnetische Flussdichte ist dagegen abhängig vom Stromfluss. Elektrische und magnetische Felder nehmen mit zunehmender räumlicher Entfernung vom Ursprung des Feldes schnell ab.
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Neben der Feldstärke ist die Frequenz des jeweiligen Feldes eine bestimmende Gröβe. Mit Frequenz bezeichnet man bei zeitlich veränderlichen Feldern, wie oft sich der gleiche Feldzustand in der Sekunde wiederherstellt. Die Frequenz wird in Hertz [Hz] gemessen. Während im niederfrequenten Bereich (< 30 kHz) die Elektrizität durch Leitungen geführt wird und somit die Felder gewissermaβen „leitungsgebunden“ sind, wird im hochfrequenten Bereich die Energie zunehmend abgestrahlt („elektromagnetische Wellen“), wobei elektrisches und magnetisches Feld gekoppelt auftreten. Daher wird der niederfrequente Bereich vornehmlich für Energiezwecke und der hochfrequente Bereich für die Signalübertragung genutzt.
Elektromagnetische Felder erstrecken sich gemeinhin über einen Frequenzbereich von 0 Hz (Gleichfeld) bis zu 300 GHz. Die Frequenz von 300 GHz bildet jedoch nur eine scheinbare Grenze für die elektromagnetischen Felder. Bei höheren Frequenzen werden die elektromagnetischen Felder zunächst für den Menschen spürbar (Infrarotstrahlung = Wärmestrahlung, Licht), bevor sie in den noch höherfrequenten Bereich übergehen, der sich dann wieder den menschlichen Sinnen entzieht (Röntgen- sowie Gammastrahlung). Im hiesigen Sprachgebrauch werden unter elektromagnetischen Feldern die Felder verstanden, deren Frequenz im Bereich zwischen Gleichfeld und Licht liegt.
Ist die Aussage richtig oder falsch? Korrigieren Sie die falschen Aussagen.
1. Bei der Erzeugung von Elektrizität entstehen elektrische und magnetische Felder, die die Menschen meist nicht bemerken.
2. Ein elektrisches Feld entsteht nur, wenn durch eine elektrische Einrichtung ein Strom flieβt.
3. Je weiter elektrische und magnetische Felder von der elektrischen Einrichtung entfernt sind, desto schwächer werden sie.
4. Die Frequenz wird in Ampere gemessen.
5. Bei zeitlich veränderlichen Feldern bezeichnet die Frequenz, wie oft sich der Feldzustand ändert.
6. Menschen können die elektromagnetischen Felder fühlen, wenn die Frequenzen sehr hoch sind.
Экзаменационный билет № 5.
1. Lesen Sie und übersetzen Sie den Text.
Der Generator
Die Funktionsweise eines Generators ist folgenderweise zu erklären: Das Innenleben des Generators, d. h. die Spule inkl. Kommutator werden zur Stromerzeugung in Drehung versetzt. Die Spule dreht sich in einem konstanten Magnetfeld, welches vom Permanentmagneten erzeugt wird. Durch die Drehung ändert sich das effektiv durch die Spule fließende Magnetfeld, weil sich die wirksame Fläche der Spule ändert.
Wegen dieser Änderung des effektiven Magnetfelds im Verlaufe einer Drehung werden in der Spule die Elektronen in eine Richtung abgelenkt und damit ein Strom induziert. Nun kommt der Kommutator ins Spiel: Nach einer halben Umdrehung vertauscht er die Spulenanschlüsse zu den Anschlusskontakten 1 und 2. Damit wird alle halbe Umdrehung der Strom umgepolt. Als Ergebnis erhält man daher an den Anschlusskontakten den in Bild 2 dargestellten Stromverlauf, d. h. einen pulsierenden Gleichstrom. Lässt man hingegen den Kommutator weg und schließt die beiden Spulenenden an zwei getrennte Schleifringe an, erhält man Wechselstrom. Größere Generatoren mit optimierter Auslegung besitzen einen extrem hohen Wirkungsgrad, der in großen Kraftwerken nur ganz geringfügig unter 100 % liegt.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 154; Мы поможем в написании вашей работы! |
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