Weiß jemand wie man hier den Widerstand berechnet?
Der Spannungswandler arbeitet in Realität aber nicht verlustfrei. Nehmen Sie an, dass durch die Umwandlung 13 % der Ausgangsleistung POUT (POUT ist definiert durch den Ladestrom und Spannung) zusätzlich in Wärme umgesetzt werden. Wie groß wäre ein äquivalenter paralleler Innenwiderstand R am Ausgang des Spannungswandlers, an dem diese Leistung in Form von Wärme verloren geht?
Uout= 5V
Iout= 3A
P = Uout * Iout = 15W
E = 16,79 Wh (wurde vorher schon ausgerechnet)
Laut Lösung kommt beim R = 12,85 Ohm heraus -- aber ich komm einfach nicht auf das Ergebnis???
3 Antworten
13% sind 1,95 W, I demnach 1,95 W / 5V
R = U/I = 5V/(1,95W/5V) = 12,82 Ohm
Um den äquivalenten parallelen Innenwiderstand R zu berechnen, der die zusätzliche in Wärme umgewandelte Leistung repräsentiert, können wir das Ohmsche Gesetz verwenden. Das Ohmsche Gesetz besagt, dass die Leistung P gleich dem Quadrat des Stroms I multipliziert mit dem Widerstand R ist: P = I^2 * R.
Gegeben sind die Ausgangsleistung P_out, der Ausgangsspannung U_out und der Ausgangsstrom I_out. Da wir wissen, dass 13% der Ausgangsleistung in Wärme umgewandelt werden, können wir die verbleibende Leistung, die in Form von elektrischer Energie am Ausgang verbleibt, berechnen. Das ist P_remain = P_out * (1 - 0,13).
P_remain = U_out * I_out = 15W * (1 - 0,13) = 13,05W
Nun können wir das Ohmsche Gesetz verwenden, um den äquivalenten Widerstand R zu berechnen:
R = P_remain / I_out^2 = 13,05W / (3A)^2 = 13,05W / 9A^2 = 1,45 Ohm
Das Ergebnis, das du angegeben hast (R = 12,85 Ohm), scheint nicht mit den berechneten Werten übereinzustimmen. Bitte überprüfe die Angaben erneut oder stelle sicher, dass die richtigen Werte verwendet werden, um den äquivalenten Widerstand zu berechnen.
Vielen Dank für die rasche Antwort -- ich komme bei meinen Berechnungen auch auf das Ergebnis -- ich lade aber sicherheitshalber mal die ganze Aufgabe hoch -- für den Fall das ich da etwas übersehen habe..
Aufgabe:
Sie haben sich ein neues Smartphone vom Typ Apfel22 gekauft. Dieses besitzt eine Akkukapazität von 4600 mAh bei einer Batteriespannung von 3.65 V.
a) Berechnen Sie die im Akku gespeicherte Energie E in Wh.
Antwort:
E= U*Q = 16,79Wh
b) Sie besitzen außerdem noch eine Powerbank mit einer Akkukapazität von 8000 mAh zu einer Spannung UAkku von 9.2 V. Berechnen Sie die gespeicherte Energie EP in Wh! Wie oft können Sie im besten Fall Ihr Apfel22 mit dieser Powerbank laden?
Ep = Qakku * Uakku = 73,6Wh
Laden: Ep/E = 4,38 mal
c) In der Powerbank ist jedoch ein Spannungswandler verbaut, welcher die Spannung UAkku von 9.2 V am Ausgang des Akkus in eine für USB typische Spannung UOUT von 5 V mit einen maximalen Strom IOUT,max von 3 A wandelt und am Ausgang der Powerbank zur Verfügung stellt. Wie lange dauert es um Ihr Apfel22 zu laden?
Uout = 5V
Iout = 3A
P= Uout * Iout = 15W
T= E/P = 1,12h
und dann kommt eben
Der Spannungswandler arbeitet in Realität aber nicht verlustfrei. Nehmen Sie an, dass durch die Umwandlung 13 % der Ausgangsleistung POUT (POUT ist definiert durch den Ladestrom und Spannung) zusätzlich in Wärme umgesetzt werden. Wie groß wäre ein äquivalenter paralleler Innenwiderstand R am Ausgang des Spannungswandlers, an dem diese Leistung in Form von Wärme verloren geht?
Das Problem ist wohl, dass diese Leistung zusätzlich (!) abgegeben wird.
Der Widerstandswert in der Lösung muss falsch sein.
Wenn am Innenwiderstand (bei 3A) 13% der Ausgangsleistung zusätzlich verheizt werden, würden am Innenwiderstand 0,65 V abfallen (5V * 0,13).
Daher ist R = 0,65 V / 3 A = 0,217 Ohm