Diskussion:Leistung (Physik)

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Widerspruch zwischen Energie und Leistung

Ich bin mir des Anliegens der WIKIPEDIA völlig bewust, muß aber an dieser Stelle ETWAS vorbringen, was den mathemathischen Formeln und den Ansichten zu Energie und Leistung durch Alltagserfahrungen (mir zumindest) widerspricht. Als Beispiel wähle ich einen Gleichstrommotor: Ein Gleichstrommotor sollte, auf Grund der zugeführten elektrischen Energie E = U*I, permanent beschleunigen. Die Wissenschaft, der ich an dieser Stelle zustimme, begrenzt dies auf Grund von Reibungskräften, Luftwiderstand, innerer Widerstand, etc.. D.h. wenn ich einem Elektromotor mehr Energie zuführe, als die "Gegenkräfte" kompensieren müßte dieser Motor permanent beschleunigen. Dies ist aber nicht der Fall. Die Umdrehungszahlen sind annähernd proportional der zugeführten Leistung, korrespondieren aber nicht mit der zugeführten Energie. Das Ergebnis meiner Versuche (theoretischer Berechnungen) ist, daß die kinetische Energie der rotierenden Motorteile maximal der Energie ist, die dem Motor pro Zeiteinheit zugeführt werden. Um es mit anderen Worten zu sagen - die Umdrehungsgeschwindigkeit eines Gleichstrommotors steigt nicht mit der tatsächlich zugeführten Energie sondern mit der zugeführten Energie pro Zeiteinheit (also Leistung). Mathematisch, wissenschaftlich gilt für die kinetische Energie E = m/2*v² nur, wenn der Elektromotor die kinetische Energie seiner bewegten Teile nur durch die betragsgleiche Leistung zugeführt wird. Daher staune ich und bitte diesen und ähnliche Artikel diesbezüglich "Omatauglicher" zu machen. (MfG)

gilt für die kinetische Energie E = m/2*v² nur, wenn der Elektromotor die kinetische Energie seiner bewegten Teile nur durch die betragsgleiche Leistung zugeführt wird.?

(1) Eine Energie kann nicht betragsgleich einer Leistung sein, denn das sind zwei verschiedene Größen.

(2) Wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors nach dem anfänglichen Beschleunigen nicht mehr ansteigt, dann gibt er offenbar die zugeführte Leistung (= Energie pro Zeiteinheit) laufend in anderer Form wieder ab (durch Reibung oder was immer). Sein rotierender Teil enthält dann eine zeitlich konstante kinetische Energie. Wie groß diese ist, hängt vom Trägheitsmoment und der Winkelgeschwindigkeit (Drehzahl) ab und hat mit der laufend „durchfließenden“ Leistung nichts zu tun: ein Motor mit sehr schwerem Anker wird eben langsamer hochlaufen als ein leichter. --UvM (Diskussion) 22:04, 30. Okt. 2017 (CET)

Ein Vergleich aus einem andern Zusammenhang: Wenn bei einer Autofahrt das Gaspedal immer gleich durchgedrückt wird, wird dem Motor dauernd die gleiche Leistung zugeführt. Das Auto müsste also immer beschleunigen. Tut es aber nicht.

Konkret: In der Regel gibt es eine bremsende Kraft (beim Auto ist das z. B. der Luftwiderstand), die mit der Geschwindigkeit zunimmt. Mit zunehmender Geschwindigkeit wird also pro Zeiteinheit immer mehr Energie abgegeben. Irgendwann ist die Geschwindigkeit gerade so groß, dass genausoviel Energie abgegeben wird wie zugeführt.

Falls der Elektromotor so gebaut ist, dass das es so eine Bremskraft nicht gibt: Dann gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder es geschieht genau das, was du schreibst, und der Rotor wird laufend schneller. Dann fliegt dir das irgendwann um die Ohren. Oder der Elektromotor nimmt gar keine konstante Leistung auf. Die Stromstärke in einem Stromkreis wird durch den Verbraucher (in diesem Fall der Motor) bestimmt und es könnte durchaus sein, dass mit steigender Drehzahl die Stromstärke, und damit die aufgenommene Leistung, sinkt, im Extremfall auf Null. --Digamma (Diskussion) 08:32, 31. Okt. 2017 (CET)

Nun ja, die „Bremskraft“ gibt es in der wirklichen Welt immer, und meist steigt sie mit der Drehzahl überproportional an (z.B. Luftwiderstand). Andererseits nimmt die aufgenommene Leistung des Elektromotors m. W. mit steigender Drehzahl ab. Beides zusammen ergibt bei einer bestimmten Drehzahl Gleichgewicht, und von da an fließt eine konstante Leistung durch das Ganze.

Und zwei Kleinigkeiten (sorry, Digamma): Auch bei konstant durchgedrücktem Gaspedal wird einem Automotor nicht gleichbleibende Leistung zugeführt – nicht mal gleichbleibende Treibstoff- und Luftmenge pro Zeiteinheit – sondern da bestimmt die jeweilige Motordrehzahl entscheidend mit (Anzahl Ansaugtakte pro Zeiteinheit). -- Die elektrische Stromstärke wird nur dann vom Verbraucher (Last) allein bestimmt, wenn die Quelle vernachlässigbaren Innenwiderstand hat, also eine "Spannungsquelle" ist. Das öffentliche Stromnetz verhält sich in guter Näherung so, aber bei anderen Quellen spielen die Innenwiderstände von beiden, Quelle und Last, mit. --UvM (Diskussion) 11:16, 31. Okt. 2017 (CET)

Da liegt beim Fragesteller doch noch etwas im Argen, wenn er von „der zugeführten elektrischen Energie E = U*I“ schreibt. Die Größe E = U*I steht für eine elektrische Leistung (beispielsweise angebbar in Kilowatt); wenn es eine in einer Zeitspanne Δt zugeführte Energie sein soll, dann wäre diese E = U*I*Δt (angebbar in Kilowattstunden).

Und noch etwas ist zu bedenken: Ein Elektromotor verhält sich nicht wie ein ohmscher Widerstand mit einen konstanten R. Zumindest ein Wechselstrommotor bezieht Wirkleistung und Blindleistung. Die Blindleistung benötigt der Motor zum Aufbau eines magnetischen Feldes. Dieses wird durch die Umpolung der Wechselspannung wieder abgebaut und in umgekehrter Richtung aufgebaut; die zugehörige Energie pendelt im Netz zwischen Erzeuger und Verbraucher; nur der Energieanteil, der in thermische oder mechanische Energie überführt wird, steckt in der Wirkleistung. Diese hängt dann wiederum davon ab, wie „schwer“ der Motor es hat, um seine Welle zu drehen. Mit zunehmender Belastung steigt der Wirkstrom an. --der Saure 18:23, 31. Okt. 2017 (CET)

Leistung in der Mechanik

Bei Pumpen spricht man auch dann von der Pumpleistung, wenn die Dimension Volumen pro Zeit gemeint (und die Einheit m³/s) ist. Das Wort Leistung hat also in der Mechanik zwei völlig verschiedene Dimensionen und SI-Einheiten. Oder sehe ich das falsch? Oder gibt es für diese Leistung einer Pumpe (neben ihrer Leistung in W) einen passenderen Ausdruck? Die Begriffe Förderleistung und Leistungskennlinie beziehen sich nicht auf die physikalische Leistung. --Dr. Hartwig Raeder (Diskussion) 22:52, 7. Okt. 2020 (CEST)

Selbst wenn es für die Pump"leistung" einen passenderen Ausdruck gibt/gäbe, ist Pumpleistung im Sinne von Volumen pro Zeit sehr üblich. Ein entsprechender Hinweis auf den Wortgebrauch sollte wohl in die Einleitung. Gruß, UvM (Diskussion) 09:45, 8. Okt. 2020 (CEST)

Leistung hat sehr viele Bedeutungen; deshalb gibt es dafür die Begriffsklärungsseite Leistung. Die Förderleistung hat ihr eigenes Stichwort und müsste auf der BKS noch eingefügt werden. --der Saure 11:29, 8. Okt. 2020 (CEST)

Ich habe das erledigt. --der Saure 10:08, 10. Okt. 2020 (CEST)

Herzlichen Dank. "Pumpleistung im Sinne von Volumen pro Zeit" ist üblich, aber falsch. Der richtige Begriff lautet Nennförderleistung. Nach diesem Wort habe ich schon lange gesucht. --Dr. Hartwig Raeder (Diskussion) 22:40, 10. Okt. 2020 (CEST)

Kurz.- und Dauerleistung

Dieser Abschnitt gehört meiner Meinung nach hier nicht hinein. Das die Leistung über die Zeit schwanken kann ist weiter oben erklärt und auch mit Beispielen versehen. Dieser Ausflug (Kurz.- und Dauerleistung) ist vom Niveu Hauptschule und gehört wie gesagt nicht Thema. Wenn man das Thema (Kurz.- und Dauerleistung) erklärt werden soll ist an anderer Stelle ein Abschnitt zum Themas Betriebsarten von elektr. Maschinen sinnvoll. Es gibt nicht nur die zwei genannten sonder acht von S1 Dauerbetrieb uber S2 Kurzzeitbetrieb S3 Aussetzbetrieb ... bis S8. (Quelle: AEG-Hilfsbuch 1, Grundlagen der Elektrotechnik) --PK (Diskussion) 11:28, 12. Mär. 2021 (CET)