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Die elektrische Energie ist die Fähigkeit des elektrischen Stromes, mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszusenden.

Sie ist eine Energieform neben solchen Energieformen, wie mechanische, chemische, thermische, magnetische oder Kernenergie.

Ein Föhn besitzt einen hohen elektrischen Widerstand und wandelt deshalb große Mengen elektrischer Energie in Wärme um. Neben einer hochohmigen, meist spiralförmig gewickelten Glühwendel, besitzt ein Föhn auch noch ein Gebläse, mit dem Luft am Glühdraht vorbeigeleitet wird. Dadurch entsteht der warme Luftstrom, den man zum Trocknen der Haare nutzt.

Generatoren dienen der Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie. Fast alle Generatoren arbeiten nach dem Rotationsprinzip, ihr Antrieb erfolgt durch eine Drehbewegung. Physikalische Grundlage aller Generatoren ist die elektromagnetische Induktion und das Induktionsgesetz.

Ein Gleichstrommotor dient der Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Energie, mit der mechanische Arbeit verrichtet wird. Dabei wird eine Drehbewegung erzeugt, die man zum Antrieb von Geräten und Anlagen verwendet. Genutzt wird das Prinzip, dass auf einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld eine Kraft wirkt.
Die wesentlichen Bauteile eines Gleichstrommotors sind der Feldmagnet (Stator), der drehbar gelagerte Anker (Rotor), der Kollektor und die Kohlebürsten.

Lautsprecher dienen der Umwandlung von elektrischer Energie in akustische Signale. Das Funktionsprinzip vieler Lautsprecher basiert auf der magnetischen Wirkung einer stromdurchflossenen Spule. Je nach den Anforderungen, die man an die Klangwiedergabe stellt, kommen unterschiedliche Lautsprechertypen zum Einsatz.

Mithilfe von Mikrofonen wird die mechanische Energie des Schalles in elektrische Energie umgewandelt. Bei dieser Umwandlung bleiben die in den Schallwellen enthaltenen Signale erhalten und werden zu Energieschwankungen im Stromnetz. Mikrofone arbeiten nach unterschiedlichen Arbeitsprinzipien. Häufig kommen Geräte zum Einsatz, bei denen die mechanische Beeinflussbarkeit eines elektrischen Widerstandes oder die elektromagnetische Induktion angewandt werden.

Bei jeder Bremsung soll die Bewegungsenergie eines Fahrzeuges möglichst schnell in andere Energieformen umgewandelt und dadurch die Geschwindigkeit reduziert werden. Während bei herkömmlichen Bremsanlagen die Bewegungsenergie in thermische Energie umgewandelt und als Wärme an die Umgebung abgegeben wird, überführen Nutzbremsanlagen die Bewegungsenergie in elektrische Energie, die im Regelfall in einer Batterie gespeichert wird. Nutzbremsanlagen arbeiten meist nach dem Generatorprinzip.

Beim Schweißen werden metallische Werkstoffe miteinander verbunden, indem man sie zum Schmelzen bringt und - in vielen Fällen auch unter Anwendung von Druck - aneinander fügt. Verfahren, bei denen die Schmelzwärme durch Umwandlung von elektrischer Energie freigesetzt wird, bezeichnet man als elektrisches Schweißen.

Man unterscheidet mehrere Technologien zum elektrischen Schweißen. Ihr gemeinsames Merkmal ist die Anwendung hoher Stromstärken. Diese Stromstärken werden meist durch einen Netztransformator bereitgestellt, der sehr viele Primärwindungen, aber nur relativ wenige Sekundärwindungen besitzt.

Energieträger, die in der Natur vorhanden sind, nennt man Primärenergieträger, die in ihnen gespeicherte Energie ist die Primärenergie. Primärenergie wird häufig vor der Nutzung durch den Menschen in andere Formen umgewandelt, die sich besser transportieren, verteilen, lagern und umwandeln lassen. Diese Zwischenstufe nennt man Sekundärenergie, die betreffenden Energieträger Sekundärenergieträger. Unter Nutzenergie versteht man die Energie, die vom Menschen unmittelbar genutzt wird.

Energie kann in unterschiedlichen Formen existieren. Wichtige Energieformen sind die chemische Energie, die innere Energie, die Kernenergie, die potenzielle und die kinetische Energie sowie die Energie, die in elektrischen und magnetischen Feldern gespeichert ist (Lichtenergie, elektrische Energie, magnetische Energie), und diejenige, die in Gravitationsfeldern gespeichert ist (Feldenergie).
Objekte, die Energie besitzen, nennt man Energieträger oder Energiequellen. Zu solchen Energieträgern oder Energiequellen gehören Kraftstoffe und Heizstoffe ebenso wie die Nahrung, fließendes und angestautes Wasser, Batterien oder aufgeladene Kondensatoren. Als Energiequellen betrachtet man auch Solarzellen und Sonnenkollektoren, die Sonne und andere Sterne oder spaltbare Stoffe wie Uran oder Plutonium.

Energie in ihren verschiedenen Formen wird in vielfältiger Weise genutzt. Dabei spielen unterschiedliche Eigenschaften der Energie eine wichtige Rolle:

Dabei bleibt in einem abgeschlossenen System die Gesamtenergie erhalten.

Solche Größen wie elektrische Spannung, elektrische Stromstärke und elektrischer Widerstand sind schon aus dem Unterricht der Sekundarstufe 1 bekannt. Das gilt auch für die grundlegenden Gesetze der Reihen- und Parallelschaltung. Mit den gleichen Größen lasssen sich auch Vorgänge im Wechselstromkreis beschreiben, wobei dort neben ohmschen Widerständen auch induktive und kapazitive Widerstände eine Rolle spielen. Schwerpunkt des Tests sind grundlegende Begriffe und Gesetze, die auch für viele Anwendungen von Bedeutung sind.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Gleichstromkreis und Wechselstromkreis".

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

WISSENSTEST

Die elektrische Energie ist die Fähigkeit des elektrischen Stromes, mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszusenden.

Es ist eine Energieform neben solchen Energieformen, wie mechanische, chemische, thermische, magnetische oder Kernenergie.

Energie kann in unterschiedlichen Formen existieren. Wichtige Energieformen sind die chemische Energie, die thermische Energie, die Kernenergie, die potenzielle und die kinetische Energie sowie die Energie, die in elektrischen und magnetischen Feldern gespeichert ist.

Bei physikalischen, technischen, chemischen oder biologischen Vorgängen kann Energie von einer Energieform in andere Energieformen umgewandelt werden.
Energieumwandlungen sind häufig auch mit Energieübertragung und Energieentwertung verbunden.

Energieträger, die in der Natur vorhanden sind, nennt man Primärenergieträger die in ihnen gespeicherte Energie ist die Primärenergie. Primärenergie wird häufig vor der Nutzung durch den Menschen in andere Formen umgewandelt, die sich besser transportieren, verteilen, lagern und umwandeln lassen. Diese Zwischenstufe nennt man Sekundärenergie, die betreffenden Energieträger Sekundärenergieträger. Unter Nutzenergie versteht man die Energie, die vom Menschen unmittelbar genutzt wird.

Akkumulatoren (Akkus) sind wieder aufladbare elektrische Quellen. In ihnen ist elektrische Energie gespeichert. Sie sorgen als Spannungsquellen für den Antrieb in elektrischen Stromkreisen. Die Wirkungsweise von Akkumulatoren basiert auf elektrische Leitungsvorgänge in Flüssigkeiten. Die erste Form eines Akkumulators wurde von JOHANN WILHELM RITTER im Jahre 1803 in Jena gebaut. Ein Akkumulator besteht aus 6 zusammen geschalteten gleichen Zellen.

Batterien sind elektrische Quellen, in denen elektrische Energie gespeichert ist. Sie sorgen als Spannungsquellen für den Antrieb des elektrischen Stromes in Stromkreisen. Die Wirkungsweise von Batterien basiert auf elektrische Leitungsvorgängen in Flüssigkeiten, in die verschiedene Stoffe gebracht werden. Dadurch werden elektrische Ladungen getrennt. Die Grundform einer Batterie ist das Volta-Element, das 1794 von ALESSANDRO VOLTA entwickelt wurde.

Während man Gleichströme nur durch ohmsche Widerstände senken kann, lassen sich Wechselströme wirkungsvoll mithilfe von induktiven Widerständen verringern oder begrenzen. Spulen, die zu diesem Zweck in einen Wechselstromkreis eingebaut werden, nennt man Drosselspulen. Das physikalische Wirkungsprinzip von Drosselspulen beruht auf ihrer Selbstinduktion.

Elektrizitätszähler, auch Energiezähler oder Kilowattstundenzähler genannt, dienen zur Messung der elektrischen Energie, die man im Haushalt oder in der Industrie aus dem Stromnetz bezieht. Von den unterschiedlichen Bauarten der Elektrizitätszähler kommen hauptsächlich Induktionszähler zum Einsatz. Ihr Wirkprinzip beruht auf der elektromagnetischen Induktion.

Als Schwingung bezeichnet man eine zeitlich periodische Änderung einer oder mehrerer physikalischer Größen um einen bestimmten Mittelwert. Handelt es sich bei den physikalischen Größen, die sich periodisch ändern, um die Feldstärke eines elektrischen und eines magnetischen Feldes, dann spricht man von einer elektromagnetischen Schwingung. Da ein zeitlich veränderliches elektrisches Feld immer ein zeitlich veränderliches magnetisches Feld hervorruft, gibt es keine Schwingungen, bei denen sich ausschließlich ein elektrisches oder ausschließlich ein magnetisches Feld periodisch ändern würde.

Solarzellen sind spezielle Halbleiterdioden, bei denen unter Lichteinfall an einem pn-Übergang ein Fotostrom entsteht. Der Vorteil von Solarzellen besteht darin, dass sie die Lichtenergie unmittelbar in elektrische Energie umwandeln.

Ein Tauchsieder besitzt einen hohen ohmschen Widerstand und wandelt deshalb große Mengen elektrischer Energie in Wärme um. Neben einem hochohmigen, meist wendelförmig gebogenen Widerstandsteil, besteht ein Tauchsieder nur noch aus einem isolierten Griff und einem Stromanschluss.

Ein Volta-Element ist die Grundform einer Batterie, die von ALESSANDRO VOLTA 1794 erfunden wurde. Es ist eine einfache elektrische Quelle, in der elektrische Energie gespeichert ist und die als Spannungsquelle zur Verfügung steht.
Die elektrische Spannung entsteht dadurch, dass zwei verschiedene Metalle in eine leitende Flüssigkeit gebracht werden. VOLTA selbst verwendete Zink und Kupfer.

Wechselstrommotoren wandeln elektrische Energie in mechanische Energie um. Genau wie Gleichstrommotoren bestehen sie im Wesentlichen aus einem drehbar gelagerten Anker (Rotor) und einem Feldmagneten (Stator). Ausschließlich als Wechselstrommotoren gebaute Geräte verfügen aber nicht über einen Kollektor (Polwender). Wie der Name bereits sagt, werden diese Motoren mit Wechselstrom betrieben.