Wirkungsgrad: zugeführte und genutzte Energie
Der Wirkungsgrad gibt an, welcher Anteil der zugeführten Energie genutzt wird. Er ist immer kleiner als 100 Prozent.
Das lernst du heute
- Ich kann den Wirkungsgrad aus genutzter und zugeführter Energie berechnen.
- Ich kann Geräte nach ihrem Wirkungsgrad vergleichen.
- Ich kann erklären, warum er nie 100 Prozent erreicht.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Energieflussdiagramme für Elektrogeräte
Der Wirkungsgrad η (Eta) ist das Verhältnis von genutzter zu zugeführter Energie: η = E genutzt : E zugeführt. Man gibt ihn meist in Prozent an. Beispiel Glühlampe: 3 Wh Licht von 60 Wh zugeführt. 3 : 60 = 0,05 = 5 %. LED-Lampe: 2 Wh von 10 Wh sind 0,2 = 20 %. Wasserkocher: 900 Wh von 1000 Wh sind 90 %. Je höher der Wirkungsgrad, desto weniger Energie wird für denselben Nutzen gebraucht. Der Wirkungsgrad ist wegen der Wärmeverluste immer kleiner als 100 %. Verluste entstehen durch Reibung, Erwärmung und Strahlung. Bei der Bewertung eines Geräts betrachtet man nicht nur den Wirkungsgrad, sondern auch Anschaffungspreis, Haltbarkeit und Komfort.
| Gerät | genutzt : zugeführt | Wirkungsgrad |
|---|---|---|
| Glühlampe | 3 : 60 | 5 % |
| LED-Lampe | 2 : 10 | 20 % |
| Wasserkocher | 900 : 1000 | 90 % |
Wirkungsgrad berechnen
- Genutzt: 2 Wh, zugeführt: 10 Wh.
- η = 2 : 10.
- η = 0,2.
- η = 20 %.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Genutzt durch zugeführt.
Ergebnis in Prozent.
Nie über 100 Prozent.
Ein Beispiel
Von 10 Euro gibst du nur 2 Euro für das aus, was du wirklich wolltest. Das sind 2 : 10 = 20 %. So rechnest du auch beim Wirkungsgrad.
Schritt für Schritt
Du berechnest η.
- Notiere genutzt und zugeführt.
- Teile.
- Rechne in Prozent um.
- Prüfe: unter 100 %.
Mit einem Bild erklärt
| Gerät | η |
|---|---|
| Glühlampe | 5 % |
| LED | 20 % |
| Wasserkocher | 90 % |
Zur Grundlage zurück
- Energieflussdiagramme für Elektrogeräte – Du kennst Energieflussdiagramme.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Eine Lampe nutzt 3 Wh von 60 Wh als Licht. Wie groß ist der Wirkungsgrad in Prozent?
Zeig mir den ersten Schritt
3 : 60 = 0,05.
Lösung ansehen
Lösung: 5
0,05 = 5 %.
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Eine LED nutzt 2 Wh von 10 Wh. Wie groß ist der Wirkungsgrad in Prozent?
Zeig mir den ersten Schritt
2 : 10.
Lösung ansehen
Lösung: 20
0,2 = 20 %.
Tipp: Teile immer genutzte Energie durch zugeführte Energie. Umrechnen in Prozent: mal 100.
Merksatz: η = genutzte Energie : zugeführte Energie. Immer kleiner als 100 %. Mehr Wirkungsgrad heißt weniger Verlust.
Typischer Fehler: Oft werden die beiden Zahlen vertauscht. Der Wirkungsgrad kann nicht über 100 % liegen.
Mini-Quiz
4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
Frage 1 Ein Wasserkocher nutzt 900 Wh von 1000 Wh. Wie groß ist der Wirkungsgrad in Prozent?
Zeig mir den ersten Schritt
900 : 1000.
Lösung ansehen
Lösung: 90
0,9 = 90 %.
Lösung ansehen
Lösung: 120 %
Lösung ansehen
Lösung: Stimmt
Lösung ansehen
Lösung: Als Wärme in der Umgebung
Geschafft
Der Wirkungsgrad zeigt, wie viel der zugeführten Energie nutzbar ist. Verluste entstehen als Wärme.
Kannst du das schon?
Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.
Übungsheft Strom im Haushalt: Energie und Kosten
Kurz erklärt, 42 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.
Das Heft ist für alle kostenlos – auch wenn gerade kein Geld dafür da ist. Wer es einrichten kann, unterstützt DYS+ Campus mit einem selbst gewählten Betrag. Freiwillig unterstützen