Einen wunderschönen guten Tag allerseits und ein gutes neues Jahr!
Eine Frage zur Helligkeit der Fahrradlampe in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit. Je schneller ich fahre, umso heller brennt die Lampe. Warum?
Ich vermute, dass es etwas mit der Frequenz zu tun hat, aber ich finde keine Formel, die mir den Zusammenhang zwischen Leistung und Frequenz gibt.
Durch das schnellere Drehen des Magneten im Dynamo wechseln sich Maximum und Minimum auch schneller ab, also im Grunde ändert sich die Frequenz. Die einzige Formel, die ich im Moment habe, lautet:
P = U * I * cos phi. Aber anhand dieser Formel kann ich die Helligkeit nicht erklären.
Wer kann mir helfen?
Eine Frage zur Helligkeit der Fahrradlampe in Abhängigkeit von
der Fahrgeschwindigkeit. Je schneller ich fahre, umso heller
brennt die Lampe. Warum?
Ich vermute, dass es etwas mit der Frequenz zu tun hat, aber
ich finde keine Formel, die mir den Zusammenhang zwischen
Leistung und Frequenz gibt.
leider schreibst Du nicht in welchem Umfeld Du diese Info benötigst.
Also, wenn Du schneller fährst setzt Du mehr Energie um, die Frequenz ist zwar auch ein Merkmal dieser schnelleren Umsetzung, aber es ist letztlich die schnellere Änderung des magnetischen Flussen, wie schon richtig beschrieben wurden, die eine höhere Spannung erzeugt.
Da gilt: P = U*I = U^2/R
folgt, dass eine höhere Spannung mehr Leistund, sprich Helligkeit, liefert.
vielen Dank für Deine Antwort.
Ich unterrichte Mathe und hin und wieder werde ich auch mit Fragen der Physik konfrontiert. Das war eine Frage einer 9-Klässerin Realschule.
Ich habe wohl viel zu kompliziert mal wieder gedacht.
Mathematisch und physikalisch kannst Du dann also erklären, wie lange
die Nennspannung in Ms anliegen muss, um die Glühwendel auf Temperatur
zu bringen.
Dann findest Du auch heraus, wie lange sie zum Abkühlen braucht.
Die Wirkungen der magnetischen Induktion hast Du ja schon gelesen.
Und das Flackern des LM bei niedriger Drehfrequenz des Dynamos
war ebenfalls schon auffällig.
Dann kannst Du mathematisch auch darlegen, dass dieses LM bei
deutlich verküzter Impulszeit auch deutlich höhere Spannung verträgt.
U.A. findet es Anwendung in der LED - Ansteuerung. ( Gepulst )
Berechnungen zum Wechselstrom entnimmst Du bitte der Fachliteratur.
Das sollten aber auch in der Physik relativ beschreibbare Konstanten bleiben. Schau mal in der Wikipedia nach Elektromagnetismus und
Feldstärken. ( auch Generatoren )
Es ist etwas schieriger nachzuvollziehen, da sich Elektrizität und
Magnetismus nicht so praxisorientiert na7chvollziehen lassen, wie
andere Lehrberufe. Es hat halt mehr Mathematik um es auch theoretisch
zu beschreiben. Aber manches läßt sich widerum mit mechanischer Leistung abstrakt in Verbindung setzen.
Praktisch könntest Du einen Test mit einem Leuchtmittel und einem
Tongenerator der Audiotechnik nachvollziehen.
Im heimischen Netz setzt sich die Effektivleistung aus Scheinleistung,
Blindlistung und Wirkleistung zusammen. Erleichterung:
Der Dynamo arbeitet einphasig und die Glühlampe ist ein ohmscher
Widerstand. D.H. bei Gleichstrom aus einer Batterie etc. wird das
Leuchtmittel genau so gut funzen, wie auf Wechselstrom.
Mit einem Oszilloskop siehst Du bildlich auf dem Schirm, was gemeint
ist. Lege daneben mal ein geeichtes Messgerät für den " Handgebrauch ". Am besten Analog…
Wie Bei Volt und Ampere anzuschließen wäre, weisst Du.
Dann vergleiche mal die jeweiligen Anzeigen von Oszi und Multimeter.
Berechne aus der Oszianzeige mal mal Mittelwerte…kommst Du dem
analogen Anzeigewert des Handmessgerätes bis auf 1 - 5 % Abweichung
nahe.
( Eine Stobolampe in der Disse hilft noch etwas weiter, da sie wie heutige LED Technik auf der Trägheit unserer optischen Wahrnehmung
basiert. )
Ab 30 HZ könnte sie heller erscheinen, aber mit kontinuierlichem
Gleichstrom würde sie Dir gleich durchbrennen, wenn Du solche
Lichtströme wünschen würdest.
Da wäre noch ein gutes Beispiel: Durch den Stroboeffekt von
Gasentladungslampen oder LEDs scheinen Ventilatorbätter manchmal optisch still zu stehen. Gefilmte Videoübertragungen können bei
nahezu gleicher Frequenz ( Ausstrahlung / Aufnahme ) zu sichtbarer
Streifenbildung neigen.
Es sagte niemand, dass es einfach wird, aber als angehende Mathematiklehrerin solltest Du Dich mit Mathematik wohlfühlen.
Mathe in der Physik ist meist besser praktisch zu belegen, als
furztrockene Algebra.
Die Pädagogen sollten sich also je nach Schulform genau überlegen,
wie sie in welcher Reihenfolge die Grundlagen zum Verständnis legen.
Da sehe ich noch einige Probleme der Uneinigkeit zwischen unseren
Schulformen und Jahrgängen. Da müßte jeweils bis zu einer gewissen
Jahrgangsstufe zunächst alles identisch funzen, da die Grundschule
nur grob nach Stärken und Schwächen binnen 4 Jahren differenzieren
kann. Wohnortwechsel und damit Schulwechsel bleiben für den Schüler
damit bislang nachteilig.
Aber zukünftig bessere Differenzierung dürfte unter den Lehrkräften bereits heftig diskutiert werden.
