Leistung und Energie Michael Funke – DL4EAX Kapitel 1.2.9 Fragen TB901 bis TB924 Michael Funke – DL4EAX

Leistung und Energie Leistung (P für Power) ist das Produkt aus Spannung und Strom. Die Maßeinheit ist Watt. 𝑷=𝑼∙𝑰 Bei Wechselspannung rechnen wir bei ohmschen Lasten mit dem Effektivwert. Bei Kondensatoren ist die Leistungsaufnahme zu vernachlässigen.

Was passiert bei Messungenauigkeiten? Angenommen ein Spannungsmesser und ein Amperemeter hätten jeweils eine Messgenauigkeit von 5% und würden beide 5% zu wenig anzeigen. Wie hoch wäre die Messungenauigkeit wenn diese Messgeräte 100 V und 100 A anzeigen und man daraus die Leistung berechnet? 𝑃=𝑈∙𝐼 = 100 V • 100 A = 10.000 Watt 𝑃=𝑈∙𝐼 = 95 V • 95 A = 9.025 Watt (5 % zu wenig) 9.025 Watt : 10.000 Watt = 0,9025 1 – 0,9025 = 0,0975 ≙ 9,75 %

Kann man die Belastbarkeit von Bauteilen addieren? Angenommen 3 Widerstände mit einer Belastbarkeit von je 10 Watt wären parallel geschaltet. Dann würden sich die Ströme durch die Parallelschaltung aufteilen und die Gesamtschaltung wäre mit 30 Watt belastbar. Bei einer Reihenschaltung gilt dieses nicht weil der Strom an jeder Stelle der Schaltung gleich ist. Bildquelle: Michael Funke – DL4EAX

Wir kombinieren das ohmsche Gesetz mit der Leistungsformel

Gesucht wird die Leistung … … aber wir haben keinen Wert für den Strom. 𝑷= 𝑼𝟐 𝑹 U = 𝑃∙𝑅 𝑅= 𝑈2 𝑃

Gesucht wird die Leistung … … aber wir haben keinen Wert für die Spannung. 𝑷=𝑰𝟐 ∙𝑹 I = 𝑃 𝑅 𝑅= 𝑃 𝐼2

Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad … … beschreibt das Verhältnis von zugeführter zu abgegebener Leistung. Üblicherweise wird der Wirkungsgrad mit dem griechischen Buchstaben 𝜼 (eta) bezeichnet. 𝜼= 𝑷𝒂𝒃 𝑷𝒛𝒖 𝜼%= 𝑷𝒂𝒃 𝑷𝒛𝒖 ∙𝟏𝟎𝟎 % 𝑷𝒂𝒃=𝑷𝒛𝒖−𝑷𝑽𝒆𝒓𝒍𝒖𝒔𝒕

Der Wirkungsgrad … (Beispiel) Ein Yaesu FT-857D Mobiltransceiver ist an eine 13,8 V Gleichstromversorgung angeschlossen. Wenn die HF-Ausgangsleistung 100 Watt beträgt, zeigt das Amperemeter an, dass 20 A aufgenommen werden. Wie hoch ist der Wirkungsgrad des Transceivers? 𝜂%= 100 𝑊 13,8 𝑉 ∙20 𝐴 ∙100 %= 100 𝑊 276 𝑊 ∙100 %=𝟑𝟔%

Wir messen die Leistung eines Senders

Was messen wir wo? Hüllkurve eines SSB Signals Die Ausgangsleistung eines Senders messen wir am Ausgang des Senders, bevor Zusatzgeräte wie Antennentuner durchlaufen werden. Die Spitzenleistung, auch Hüllkurvenspitzenleistung genannt, wird im Englischen Peak Envelope Power (PEP) genannt. Im Gegensatz dazu ist die mittlere Leistung ein Durchschnittswert den der Sender während einem bestimmten Zeitintervall abgibt. Bildquelle: http://www.ab4oj.com/test/peptest.html Hüllkurve eines SSB Signals

Effective Radiated Power ERP Effective Radiated Power Die “ERP“ ist der Wert der effektiven Strah-lungsleistung, bezogen auf einen Halbwel-len-Dipol. PERP = (PSender – PVerluste) ∙ GAntenne-Dipol

Equivalent Isotropic Radiated Power EIRP Equivalent Isotropic Radiated Power Die “EIRP“ ist der Wert der effektiven Strahlungsleis-tung, bezogen auf den isotropen Kugelstrahler. PEIRP = (PSender – PVerluste) ∙ GAntenne isotrop Der isotrope Kugelstrahler ist rein theoretischer Natur. Man nimmt hier eine gleichmäßige Verteilung der An-tennenstrahlung an. Das kann man sich wie, die Ab-strahlung von Licht bei der Sonne, vorstellen.

Bandbreite Um zu definieren, wo eine Nutzaussendung zur Nebenaussendung wird, gibt es folgende Definition: Die belegte Bandbreite einer Aussendung ist die Frequenzbandbreite, bei der die unterhalb ihrer unteren und oberhalb ihrer oberen Frequenzgrenzen ausgesendeten mittleren Leistungen jeweils 0,5 % der gesamten mittleren Leistung einer gegebenen Aussendung betragen. Die Nebenaussendungen werden nicht in Leistungsbetrachtungen mit einbezogen.

Wurde alles empfangen? Bildquelle: Mit Genehmigung von Dian Kurniawan YD1OSC https://hambuilder.com/product/hbr4hf-new/

Initiales Autorenteam: Michael Funke - DL4EAX Carmen Weber - DM4EAX Willi Kiesow – DG2EAF Änderungen durch: Hier bitte Ihren Namen eintragen, wenn Sie Änderungen vorgenommen haben. Sie dürfen: Teilen: Das Material in jedwedem Format oder Medium vervielfältigen und weiterverbreiten. Bearbeiten: Das Material verändern und darauf aufbauen. Unter folgenden Bedingungen: Namensnennung: Sie müssen angemessene Urheber- und Rechteangaben machen, einen Link zur Lizenz beifügen und angeben, ob Änderungen vorgenommen wurden. Diese Angaben dürfen in jeder angemessenen Art und Weise gemacht werden, allerdings nicht so, dass der Eindruck entsteht, der Lizenzgeber unterstütze gerade Sie oder Ihre Nutzung besonders. Nicht kommerziell: Sie dürfen das Material nicht für kommerzielle Zwecke nutzen. Weitergabe unter gleichen Bedingungen: Wenn Sie das Material verändern oder anderweitig direkt darauf aufbauen, dürfen Sie Ihre Beiträge nur unter derselben Lizenz wie das Original verbreiten. Der Lizenzgeber kann diese Freiheiten nicht widerrufen solange Sie sich an die Lizenzbedingungen halten. Details: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/de/