Mechanik: Dynamik
Arbeit, Energie und Leistung
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Energieumwandlungen begegnen uns jeden Tag. Doch was genau bedeutet es eigentlich, wenn Energie umgewandelt wird und was ist eine Energiekette? Das erfährst du in unserem Beitrag% und Video.

Energieumwandlung einfach erklärt

Die Energieumwandlung beschreibt einen Vorgang, bei dem Energie von einer Energieform in die andere umgewandelt wird. Es handelt sich dabei um einen alltäglichen Prozess, der bei jeder Nutzung von Energie auftritt. 

Energieumwandlung geschieht in Maschinen, Kraftwerken und sogar Lebewesen. Das System, das die Energie umwandelt, nennst du Energiewandler.

Eine Solaranlage zum Beispiel verwandelt die Strahlungsenergie der Sonne in die elektrische Energie des Stroms. Die beiden Energieformen sind hier die Strahlungsenergie und die elektrische Energie — der Energiewandler ist die Solarzelle.

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Energieumwandlung Solarzelle

Merke: Energie kann nie vollständig von einer in die andere Energieform übergehen. Von entwerteter Energie (Verlustenergie) spricht du bei dem Teil der Energie, der durch Vorgänge wie Reibung in Form von Wärme abgegeben wird.

Energieumwandlungskette

Selten findest du im Alltag einzelne Energiewandlungen. Bis Energie in der Form vorliegt, in der du sie nutzen kannst, muss sie meist vielfach hintereinander umgewandelt werden. Dabei sprichst du von einer Energieumwandlungskette. Du kannst sie in der Physik Energiekette oder Energieübertragungskette nennen.

Betrachten wir als Beispiel für Energieketten die Energieumwandlungen, die nötig sind, um deine Schreibtischlampe zum Leuchten zu bringen. Stammt der Strom aus einem Kohlekraftwerk, so wandelt die Brennkammer zunächst die chemische Energie der Kohle in Wärme um. Mithilfe der thermischen Energie vom Wasserdampf wird eine Turbine in Bewegung gesetzt, woraufhin ein Generator die kinetische in elektrische Energie verwandelt. Über Leitungen gelangt der Strom in dein Zimmer, wo die Lampe die elektrische Energie zu der Strahlungsenergie des Lichts verwertet. 

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Energieumwandlungskette

Um den Prozess zu veranschaulichen, kannst du ein Energieflussdiagramm%Verlinkung Energieflussdiagramm nutzen. In ihm erkennst du auf einen Blick alle Elemente der Energieumwandlungskette: Energieformen, Energiewandler und Verlustenergie. 

Energieumwandlung Beispiele

Bei fast jeder Energienutzung wird Energie umgewandelt. Die ursprüngliche Energieform nennst du dabei Primärenergie. Als Sekundärenergie bezeichnest du die Energieform, die bei der Umwandlung herauskommt. Die Energie, die am Ende deinem Zweck dient, wird Nutzenergie genannt. 

Weil die Energiewandlung bei elektrischer Energie meist am einfachsten ist, tritt sie in unserem Alltag am häufigsten auf. Das zeigt auch die Tabelle mit Beispielen der Energieumwandlung.

Primärenergie Energiewandler Sekundärenergie
elektrische Energie Elektroherd thermische Energie
elektrische Energie Elektromotor Bewegungsenergie
elektrische Energie Lampe Strahlungsenergie
Bewegungsenergie Wasserkraftwerk elektrische Energie
chemische Energie Kohlekraftwerk elektrische Energie
Bewegungsenergie Windkraftwerk elektrische Energie
Strahlungsenergie Solarzelle elektrische Energie
chemische Energie Mensch Bewegungsenergie
Strahlungsenergie Pflanze chemische Energie

Verlustenergie und Wirkungsgrad

Weil Energie nie vollständig in eine einzige Energieform umgewandelt werden kann, tritt stets Verlustenergie auf. Je geringer sie ausfällt, desto größer ist der Wirkungsgrad eines Energiewandlers. Was genau der Wirkungsgrad ist und wie du ihn bestimmst, erfährst du in unserem passenden Video .%Thumbnail Wirkungsgrad

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