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Thermodynamik - Elektrische Arbeit $W_{el}$

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Thermodynamik

Elektrische Arbeit $W_{el}$

In elektrischen Kabeln, die die Systemgrenze schneiden, bewegen sich zwischen zwei Punkten mit unterschiedlichem elektrischem Potential elektrische Ladungen Qel und leisten so elektrische Arbeit. Der elektrische Strom I ist die Ladungsverschiebung pro Zeiteinheit, die elektrische Spannung der treibende Potentialunterschied.

$$ dW_{el} = U_{el} \cdot \frac{dQ_{el}}{d \tau}$$

Methode

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$ W_{el} = \int \limits_{1}^{2} P_{}(\tau ) d \tau \;\;$ mit $\;\; P_{el} = \dot W_{el} = U_{el} \cdot I_{el}$

Elektrische Arbeit kann in einem System vollständig über einen entsprechenden elektrischen Widerstand in Wärme dissipieren (elektrischer Wasserkocher), aus einem Kondensator oder Akkumulator dagegen kann eingespeicherte elektrische Energie wieder entnommen werden. Bei angenommener verlustfreier Prozessführung wandelt sich in einem Elektromotor die elektrische Energie vollständig in Wellenarbeit um. Tatsächlich treten aber über die Ohm’schen Widerstände der Motorwicklungen Verluste auf, die sich im Wicklungsmaterial als erhöhte innere Energie bemerkbar machen. Im Elektromotor dissipiert also ein Teil der elektrischen Leistung, so dass er weniger Wellenleistung als zuvor zugeführte elektrische Leistung abgibt.