Strom aus Licht - Institut für naturwissenschaftliche Grundlagen

Anhang 1: Tests Z 1.8
Lösungen zum Test für Kapitel 4
Test-Aufgabe 4.1
a) (K1) Siehe Figur 4.1.
b) (K2) Siehe Abschnitte 4.1 und 4.2.
Test-Aufgabe 4.2
(K3) Eine Siliziumzelle besitzt eine Spannung von bloss etwa 0.5 Volt. Es ist also nötig, 6
gleiche Zellen in Serie zu schalten, um sicher 3.0 V zu erreichen.
Mit I = P/U = 0.2 mW / 3V = 0.07 mA reicht eine Fläche von je 1 cm 2 sicher aus. Gehen Sie
beispielsweise von der Lösung zu Aufgabe 4.8 aus. Nehmen Sie 10 mal weniger Licht und eine
50 mal kleinere Fläche, dann könnten immer noch 2 mA geliefert werden.
Achtung: Das Speicherproblem wurde nicht angeschnitten.
Test-Aufgabe 4.3
a) (K1) In einer Inselanlage steuert der Laderegler die Ladung und Entladung der Batterien:
Anpassung der Ladespannung an den Ladezustand der Batterien, Schutz vor Überladung, Schutz
vor Tiefentladung.
b) (K4) Mit einem Wechselrichter können normale 230V/50Hz-Verbraucher (z.B. Haartrockner)
ab einem 12V/Gleichstromnetz betrieben werden.
Test-Aufgabe 4.4
(K3) Mit der niedrigeren Spannung wird: I = P/U = 960 W / 12 V = 80 A
Spannungsabfall in der Leitung: ∆U = R L
. I = 0.02 Ω . 80 A = 1.6 V.
Verlustleistung in der Leitung: ∆P = ∆U . I = 1.6 V . 80 A = 130 Watt! Das sind 13 % der
Leistung, die zur Verfügung steht.
Mit der höheren Spannung reduzieren sich die Zahlen um die Faktoren 4, respektive 16:
I = 20 A; ∆U = 0.4 V; ∆P = 8 Watt, das ist noch 1 %.
ETH-Leitprogramm Physik
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