02 - Einheiten

Aufgabe 02-1:

Die Einheit der Energie kann durch verschiedene abgeleitete Einheiten oder durch Basiseinheiten dargestellt werden.

1.1     Wie gelangt man von der Einheit zur Einheit   ?

Eine früher gebräuchliche Einheit für die Leistung war das .
Es gilt: ist diejenige Leistung, die man aufwenden muss, um die Masse von in der Zeit von um anzuheben, wenn gleichzeitig die Normalbeschleunigung wirkt.

1.2     Drücken Sie durch die SI-Einheit der Leistung   (in Watt) aus.

Aufgabe 02-2:

Zur Anfertigung eines Drahtwiderstandes steht Konstantandraht (spezfischer Widerstand: ) mit einem Durchmesser von und eine Porzellanwalze mit einem Durchmesser von zur Verfügung.

Welche Drahtlänge ist für einen Widerstand von  erforderlich, wie viele Windungen werden gebraucht und wie lang muss der für die Wicklung bestimmte Teil der Porzellanwalze sein, wenn Windung an Windung einlagig gewickelt wird? 

Aufgabe 02-3:

Ein in Haushalten oft verwendeter Querschnitt von elektrischen Leitungen ist . Diese Leitung darf nach VDE-Vorschrift „VDE 0100" mit maximal abgesichert werden.

3.1    Bestimmen Sie die maximal zulässige Stromdichte  in dieser Leitung.

3.2    Berechnen Sie unter der Annahme, dass die Dichte der Leitungselektronen in Metallen  beträgt, die Driftgeschwindigkeit  der Elektronen bei maximaler Stromdichte.

          Die Ladung eines Elektrons beträgt . 

Aufgabe 02-4

4.1   Berechnen Sie den Widerstand  eines Kupferdrahtes mit der Länge  und dem Querschnitt . (spez. Widerstand ).

4.2   Wie hoch ist die Stromdichte , wenn durch diesen Draht ein Strom  fließt?

4.3   Welchen Widerstand  hat ein Aluminiumdraht mit gleicher Länge und gleichem Querschnitt (spez. Widerstand )?

Aufgabe 02-5

Ein Kupferdraht mit den Daten  (bei ) , erreicht eine Betriebstemperatur . Wie groß ist der Widerstand bei Raumtemperatur () und bei Betriebstemperatur?