Lernauftrag 1: Energieübertragung
Hier findest du die Aufgabe ohne Lösungen.
Szenario
In deiner Firma wurden neue Auszubildende eingestellt. Die Auszubildenden kennen bisher nur Gleichspannungen aus der Berufsschule. Sie fragen sich nun, warum auf der
Baustelle immer von Wechselspannung gesprochen wird. Dein Ausbilder bittet dich den neuen Kollegis kurz und knapp zu erläutern, warum im Haushalt eigentlich
Wechselspannung anliegt.
Lernaufgabe
Informiere dich über die Energieübertragung und -verteilung und erstelle für die neuen Kollegis eine einfache Übersicht über das Übertragungs- und Verteilungsnetz.
Aufgabe 1
Sieh dir das Lernvideo zur Übertragung von elektrischer Energie
an und beantworte die folgenden Fragen.
Informationsvideo: https://www.youtube.com/watch?v=96LpZE1CK5g
1) Nenne die zwei Spannungsbereiche, die im Höchstspannungsnetz auftreten. => \(220\ kV\) und \(380\ kV\)
2) Nenne den Grund, warum man solch hohe Spannungen bei der Übertragung benötigt. => hohe Leistungen können übertragen werden und die Verlustleistung bei der Übertragung ist geringer
3) Nenne die Anzahl an Spannungsebenen, die es bei der Energieübertragung gibt. => 4
Aufgabe 2
Nutze das Kapitel 10.1.3.2 "Spannungsebenen" im Lehrbuch.
1) Nenne die vier Spannungsebenen und deren Spannungsbereiche.
Übertragungsnetz, Höchstspannung: \(380/220\ kV\)
Überregionales Verteilnetz, Hochspannung \(110\ kV\)
Regionales Verteilnetz, Mittelspannung \(10-30\ kV\)
Lokales Verteilnetz, Niederspannung \(0,4\ kV\)
2) Gib die Formel zur Berechnung der elektrischen Leistung an. => \(P=U\cdot I\)
3) Gib alternativ eine Formel zur Leistungsberechnung an, welche den Widerstand berücksichtigt.
Hinweis: \(U=R\cdot I\) einsetzen.
\(P=\frac{U^2}{R}\) und \(P=I^2\cdot R\)
4) Nenne die Möglichkeiten, um die Verlustleistungen bei der Übertragung von Energie gering/klein zu halten.
Hinweis: Betrachte die Formeln der vorherigen Aufgabe.
Aufsetzend auf der zweiten Formel => Widerstand \(R\) verringern oder Stromfluss \(I\) verringern
5) Begründe kurz und knapp (1-2 Stichpunkte oder kurze Sätze) welche der beiden Möglichkeiten besser ist.
Widerstand \(R\) ist schwer zu verändern, da die Länge \(l\), der Querschnitt \(A\) und das Material nicht beliebig gewählt werden können
Der Stromfluss \(I\) kann verringert werden, wenn dafür die Spannung \(U\) deutlich erhöht wird
6) Nenne das Bauteil, mit welchem sich Spannungen stark verändern lassen. => Transformator
7) Nenne die Spannungsart, die sich transformieren lässt. => Wechselspannung
8) Notiere in wenigen Stichpunkten, warum im Haushalt Wechselspannung anliegt. => Wechselspannung wird durch rotierende Generatoren generiert, Wechselspannung läßt sich durch Transformatoren (passive Bauteile) leicht verändern und die Verlustleistungen bei der Übertragung sind gering
9) Zusatz: Erstelle eine Übersicht, über das Energieübertragungs- und verteilungsnetz in Deutschland, nachdem du dich mit deinen Mitschülis ausgetauscht hast.
Bild von SMARD