Die elektrischen Energie hat viele Besonderheiten. Dieser Kurstext gibt dir einen Eindruck davon wie Vielfältig elektrische Energie ist.
Für ein optimales Verständnis helfen dir drei ausführliche Videoclips und zwei anschauliche Rechenbeispiele zu dem Thema. Mehr zu diesem Thema und der Elektrotechnik findest du im Kurs: ET3-Netzwerkberechnung
Die elektrische Energie ist sehr beliebt. Die Menschen auf der ganzen Welt schätzen ihre Besonderheiten als Zwischenenergie. Obwohl sie für den Menschen gefährlich werden kann, findet sie sich beinahe überall wieder.
Elektrische Energie kann in fast allen Bereichen
- der Industrie,
sowie
- der Forschung,
als auch
- der Medizin,
sowie
- dem Verkehr,
sowie
- im täglichen Leben,
genutzt werden.
Allein aus diesen Bereichen können wir ableiten, dass elektrische Energie einen klaren Vorteil gegenüber anderen Zwischenenergien oder Primärenergien besitzt.
1. Besonderheiten – Transport:
Die Elektrische Energie kann im Gegensatz zu anderen Energieformen in großen Mengen über große Strecken transportiert werden. Dabei ist besonders beindruckend, dass hierbei so wenige Übertragungsverluste entstehen.
Es macht bei der Überlegung auch gar keinen Unterschied, ob die elektrische Energie über Stromkabel oder gespeichert in Batterien wie Alkali-Batterien oder Autobatterien über weite Distanzen transportiert wird.
Hochspannungsleitungen, wie in der nächsten Abbildung dargestellt, eignen sich besonders gut zum Transport von elektrischer Energie.
2. Besonderheiten – Wirkungsgrad:
Der Wirkungsgrad bei der Umwandlung der elektrischen Energie in andere Energieformen ist ausgezeichnet.
Elektrische Energie kann fast vollständig in Wärme umgewandelt werden. Die Verlusten liegen bei weniger als einem Prozent.
Ein Elektromotor besitzt einen Wirkungsgrad von ca. 90 %. Aus einem aus 1 kW elektrischer Leistung kann somit eine mechanische Antriebsleistung von 0,9 kW gewonnen werden.
In der Elektrochemie zeigt sich, dass bei ausreichend geringen Widerständen Wirkungsgrade von nahezu 100 % erreicht werden können.
Generatoren, wie in der nächsten Abbildung dargestellt, eignen sich besonders gut zur Umwandlung von elektrischer Energie.
3. Besonderheiten – Energiespeicherung
Die elektrische Energie kann in Batterien gespeichert werden. Sie lässt sich außerdem in kürzester Zeit in andere Energieformen umwandeln um dann wieder in die ursprüngliche Energieform bei Bedarf zurückzukehren. Diese Eigenschaft beschreibt besonders gut, warum die elektrische Energie auch gerne als Zwischenenergie bezeichnet wird.
Gerade Pumpenspeicherwerke sind hier zu nennen. Denn diese kommen immer dann zum Einsatz, wenn Spitzenlasten auftreten. Wenn gegen Mittag alle ihren Herd anwerfen um sich das verdiente Mittagessen zu kochen, liegt meistens eine Spitzenlastzeit vor.
Die Möglichkeit elektrische Energie zu speichern, ist Grundlage der Entwicklungen in der Automobilindustrie hin zu E-Autos.
Mit einer optimieren Ladeinfrastruktur, das heißt:
- kurze Ladezeiten
sowie
- ausreichendes Ladenetzwerk
sowie
- Heim-Ladestationen
wird die elektrische Energie die Treibstoffe Benzin und Diesel mittelfristig als wichtigsten “Kraftstoff” ablösen und weitestgehend ersetzen.
4. Besonderheit – Informationstechnik
Im Grundlagenkurs haben wir es ja schon gelernt, dass es ohne elektrische Energie
- kein Internet,
sowie
- kein Fernsehen,
sowie
- keine Smartphones,
sowie
- kein Smarthome mit Sprachassistenten
sowie
- keine Telekomunikation,
sowie
- keine PCs
gäbe.
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Diese einfachen aber aktuellen Beispielen sollen dir erneut verdeutlichen, wie wichtig die Entdeckung der elektrischen Energie für den Fortschritt der Menschheit von der ersten Glühbirne bis hin zum selbstständig fahrenden (autonomen) Fahrzeug war und auch für die zukünftige Entwicklung sein wird.
Nachdem wir nun einiges über die Besonderheiten der elektrischen Energie kennengelernt haben und jetzt wissen wo überall elektrische Energie wirkt, macht es Sinn diese Betrachtung fortzusetzen. Daher sind die Gleichungen und Zusammenhänge der elektrischen Energie mit anderen physikalischen Größen aus der Elektrotechnik und Physik Thema im nächsten Kurstext.
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