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Lösungsweg: AB213

Frage: Ein Spannungswandler setzt 12 V auf 5 V um. Er nimmt 2 A auf und gibt 3 A ab. Wie groß ist sein Wirkungsgrad?
Lösung: 62,5 %

Zur Berechnung der Leistungen verwenden wir die bekannte Formel

$$ P = U \cdot I $$

Ein Spannungswandler setzt nun eine Eingangsspannung von $U_{\mathrm{in}} = \qty{12}{\volt}$ auf eine Ausgangsspannung von $U_{\mathrm{out}} = \qty{5}{\volt}$ um. Dabei nimmt er einen Eingangsstrom von $I_{\mathrm{in}} = \qty{2}{\ampere}$ auf und liefert einen Ausgangsstrom von $I_{\mathrm{out}} = \qty{3}{\ampere}$.

Zunächst berechnen wir die Eingangsleistung:

$$ P_{\mathrm{in}} = U_{\mathrm{in}} \cdot I_{\mathrm{in}} = \qty{12}{\volt} \cdot \qty{2}{\ampere} = \qty{24}{\watt} $$

Anschließend die Ausgangsleistung:

$$ P_{\mathrm{out}} = U_{\mathrm{out}} \cdot I_{\mathrm{out}} = \qty{5}{\volt} \cdot \qty{3}{\ampere} = \qty{15}{\watt} $$

Damit ergibt sich für den Wirkungsgrad:

$$ \eta = \frac{P_{\mathrm{out}}}{P_{\mathrm{in}}} = \frac{\qty{15}{\watt}}{\qty{24}{\watt}} = \num{0,625} $$

Zur Angabe in Prozent wird der Wert mit $\qty{100}{\percent}$ multipliziert:

$$ \eta = \qty{62,5}{\percent} $$

Der Spannungswandler besitzt also einen Wirkungsgrad von $\qty{62,5}{\percent}$.

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