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Aufgabenstellung:

In einem Kupferdraht mit Querschnitt fließt für die Dauer von der Strom . Die Leitfähigkeit des Materials beträgt seine spezifische Wärmekapazität und seine Dichte

Wie groß ist der Temperaturanstieg im Leiter, wenn die Wärmeabgabe an die Umgebung und die durch die Erwärmung bedingte Widerstandserhöhung vernachlässigt werden?

Lösungsweg:

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Berechnung der Temperaturanstiegs

Bei einer Drahtlänge ist der Widerstand des Leiters

Dem Leiter wird die Energie

zugeführt und in seiner Masse

gespeichert.

Für die so gespeicherte Energie gilt auch

Durch Gleichsetzen wird

Hieraus erhalten wir den sich ergebenden Temperaturanstieg im Leiter als

Lösung: