Titan Tauchboot - Die Zeit läuft

Leon0822 schrieb:


Das nennt man freien Auslauf.

Aha , ich dachte immer es wäre die Beschreibung dafür , dass du deinen Hund in den Garten lässt

Oskar schrieb:
Hier noch ein Beispiel, wie sich der Wirkungsgrad innerhalb derselben Anwendung ändern kann:
Ein ICE 4, 12-Teiler hat eine Leistungsaufnahme von rund 10.000 kW. Beim Anfahren benötigt er die komplette Leistung zur Beschleunigung seiner (trägen) Masse. Anhand der benötigten Zeit hierfür kann man abschätzen welcher Anteil der Leistung hierfür verwendet wurde, er wird sehr hoch sein.
Brettert er mit 300 km/h auf ebener Strecke durch die Lande, so wird die gesamte Leistung zur Überwindung des Luft- und Rollwiderstandes verwendet, die Geschwindigkeit nimmt ja nicht mehr zu. In dem Zustand hat er einen Nutzwirkungsgrad von 0 % ! Die komplette entnommene Leistung wird hier letztendlich zur Aufheizung der Atmosphäre verwendet.

Sorry , kann ich so nicht stehen lassen weil schlicht falsch .

Was du da beschreibst ist die dynamische Verteilung der Nutzleistung je nach Fahrzustand , nicht den Wirkungsgrad , denn der bleibt immer der Gleiche .

Als Wirkungsgrad wird grundsätzlich nur das Verhältnis zwischen Leistungsaufnahme und Leistungsabgabe bezeichnet . E-Motoren haben grundsätzlich einen Wirkungsgrad von ca. 80 % , die Bahn gibt für ihre Triebwagen Motoren einen Wirkungsgrad von 85% an und der bleibt unabhängig davon , was der Zug gerade macht immer der Gleiche .

Dynamisch ist nur die Verteilung der zur Verfügung stehenden Leistung , nicht der Wirkungsgrad .

Katana schrieb:

Sorry , kann ich so nicht stehen lassen weil schlicht falsch .

Was du da beschreibst ist die dynamische Verteilung der Nutzleistung je nach Fahrzustand , nicht den Wirkungsgrad , denn der bleibt immer der Gleiche .

Als Wirkungsgrad wird grundsätzlich nur das Verhältnis zwischen Leistungsaufnahme und Leistungsabgabe bezeichnet . E-Motoren haben grundsätzlich einen Wirkungsgrad von ca. 80 % , die Bahn gibt für ihre Triebwagen Motoren einen Wirkungsgrad von 85% an und der bleibt unabhängig davon , was der Zug gerade macht immer der Gleiche .

Dynamisch ist nur die Verteilung der zur Verfügung stehenden Leistung , nicht der Wirkungsgrad .

Natürlich bleibt der Wirkungsgrad des Elektromotors gleich, aber du musst das Ganze etwas abstrakter sehen. Betrachte einfach mal den ganzen Zug als schwarze Box. In diese Box wird von außen über die Oberleitung Leistung zugeführt.

Diese Leistung wird zunächst in eine Geschwindigkeitszunahme des Zuges umgesetzt. Dabei geht ein Anteil der aufgenommenen Leistung durch Verluste verloren (Wirkungsgrad des E-Motors, Eigenverbrauch des Zuges, Reibung, Luftwiderstand). Der Rest der Leistung dient der Geschwindigkeitszunahme des Zuges. Geschwindigkeitszunahme heißt physikalisch Zunahme der kinetischen Energie. Diese kinetische Energie ist gegeben durch E = 1/2 * m * v^2. Darin ist m die Masse des Zuges, v seine Geschwindigkeit. Da die Masse des Zuges unveränderlich ist, bewirkt eine Änderung der Geschwindigkeit eine Änderung der kinetischen Energie und zwar nimmt sie mit dem Quadrat der Geschwindigkeit zu.

Nun gilt aber die physikalische Relation Leistung  ist gleich der zeitlichen Änderung der Energie, mathematisch ausgedrückt: P = dE/dt. (P ist die Leistung). Nennt man nun P1 die aus der Oberleitung entnommene Leistung und P2 = zeitliche Änderung der kinetischen Energie = dE/dt = Leistungsabgabe, so wird der Gesamtwirkungsgrad des Systems gegeben durch das Verhältnis P2/P1. Das wird zunächst etwas kleiner sein als der reine E-Motor Wirkungsgrad. Durch stetige Leistungszufuhr wird der Zug immer schneller werden, die o. g. Kinetische Energie wird zunehmen.

Nun nimmt aber der Luftwiderstand mit dem Quadrat der Geschwindigkeit zu (doppelte Geschwindigkeit = 4-facher Luftwiderstand) während die anderen Widerstandsanteile gleich bleiben. D. h. der Luftwiderstand frisst einen immer größer werdenden Anteil der zugeführte Leistung auf, der für die weitere Beschleunigung verfügbare Aneil der Leistung wird geringer und damit auch die Geschwindigkeitszunahme. D. h. die abgegebene Leistung wird geringer, damit auch der Gesamtwirkungsgrad. (Dafür wir die Umgebung geringfügig aufgeheizt, aber davon hat ja keiner was).

Irgendwann wird der Luftwiderstand so groß, dass die gesamte aufgenommene Leitung zur Überwindung des Luftwiderstandes aufgewendet werden muss. Es besteht kein Überschuss zur weiteren Beschleunigung mehr, ab diesem Moment kann der Zug nur noch mit konstanter Geschwindigkeit weiterfahren.  D.h. die kinetische Energie bleibt zeitlich konstant. Damit wird dE/dt = 0 und somit die abgegebene Leitung P2 =0 und eben der Gesamtwirkungsgrad ebenfalls = 0. Die komplette zugeführte Leistung geht durch Luftwiderstand und Reibung drauf und wird vollständig zum halten der Geschwindigkeit gebraucht.

Oskar schrieb:

Natürlich bleibt der Wirkungsgrad des Elektromotors gleich, aber du musst das Ganze etwas abstrakter sehen. Betrachte einfach mal den ganzen Zug als schwarze Box. In diese Box wird von außen über die Oberleitung Leistung zugeführt.

Nö Oskar , muss ich nicht , weil deine Erklärungen zwar durchaus interessant sind aber mit dem Wirkungsgrad an sich nichts tun haben bzw. für normale Menschen vollkommen irrelevant sind .

Ist nicht böse gemeint Oskar , aber du hast die Tendenz alles strikt wissenschaftlich zu betrachten .
Merkt man auch daran , wenn du als Maßeinheit die Wattsekunde nennst , eine Maßeinheit , die außerhalb des wissenschaftlichen Bereiches in der täglichen Praxis nicht genutzt wird .
Die gängigen Maßeinheiten sind Wattstunde und Kilowattstunde aus naheliegenden Gründen.

Einem Menschen wie Gregor , der bezüglich Physik vorsichtig ausgedrückt gewisse Verständnisprobleme hat , könntest du besser verständlich erklären , wieso aus seinen Lautsprechern ein auf Wunsch ziemlich heftiger Pegel kommt , obwohl sein Verstärker NUR 10 Watt Ausgangsleistung pro Kanal aufweist .

Wie man hören konnte , hat ihn auch das ziemlich verblüfft :-)

Übrigens Oskar, was ich mal bezüglich freier Auslauf, das macht mein Audi auch. Selbst dann wenn ich Automatik Stop / Start ausschalte. Das ist eine 7 Gang Automatik. Wenn ich also sagen wir mal auf einer Bundesstraße die 100 kmh erreicht habe und es wird kein Schub mehr benötigt, Schaltet der Motor ab. ( Drehzahlmesser auf null ) und schaltet erst wieder auf, wenn Schub oder Motorbremskraft benötigt wird. Manchmal sehe ich im Display auch einen grünen Fuss auf einem Pedal abgebildet, ich weiß aber bis heute nicht, was der zu bedeuten hat, aber es ist mir auch egal.

Leon0822 schrieb:Übrigens Oskar, was ich mal bezüglich freier Auslauf, das macht mein Audi auch. Selbst dann wenn ich Automatik Stop / Start ausschalte. Das ist eine 7 Gang Automatik. Wenn ich also sagen wir mal auf einer Bundesstraße die 100 kmh erreicht habe und es wird kein Schub mehr benötigt, Schaltet der Motor ab. ( Drehzahlmesser auf null ) und schaltet erst wieder auf, wenn Schub oder Motorbremskraft benötigt wird. Manchmal sehe ich im Display auch einen grünen Fuss auf einem Pedal abgebildet, ich weiß aber bis heute nicht, was der zu bedeuten hat, aber es ist mir auch egal.

Diese Technik ("Segeln") ist von Bosch und ein uralter Hut. Spart halt - vielleicht - ein paar Tropfen Sprit.