Warum Watt gleich Volt mal Ampere ist
Zwei Größen zusammen ergeben die Energie pro Sekunde.
- Spannungsagt, wie viel Energie jede Ladung mitbekommt.
- Stromstärkesagt, wie viele Ladungen pro Sekunde durchfließen.
- Zusammenergibt das die elektrische Leistung: P = U · I.
- Einheit1 Watt ist genau 1 Volt mal 1 Ampere.
Vom Typenschild zur Stromrechnung
Wie viel Energie ein Gerät umsetzt, hängt zusätzlich an der Zeit.
- Typenschildnennt Spannung und Stromstärke oder gleich die Leistung.
- EnergieE = P · t — die Betriebsdauer zählt mit.
- Haushaltrechnet in Kilowattstunden, weil der Preis in Cent je kWh angegeben wird.
Leistung, Energie und Wirkungsgrad:
P = U · I · E = P · t · η = EnutzEzu
P: Leistung in Watt (1 W = 1 V · 1 A).
U, I: Spannung in Volt (V), Stromstärke in Ampere (A).
E: Energie in J oder kWh (1 kWh = 3,6 MJ).
η: Wirkungsgrad, ohne Einheit, meist in Prozent.
Leistung: Spannung sagt, wie viel Energie jede Ladung mitbekommt, Stromstärke, wie viele Ladungen pro Sekunde fließen. Zusammen ergeben sie die Leistung \( P = U \cdot I \), also Energie pro Sekunde.
Energie: Die umgesetzte Energie hängt zusätzlich von der Betriebsdauer ab: \( E = P \cdot t \). Der Haushalt rechnet in Kilowattstunden.
Wirkungsgrad: Er vergleicht Nutzenergie und zugeführte Energie und liegt immer unter 100 %. Der Rest verlässt das Gerät als Wärme.
Kein Gerät gibt alles als Nutzenergie ab.
- Vergleichη vergleicht Nutzenergie und zugeführte Energie.
- Grenzeη liegt immer unter 100 %.
- RestDie Differenz verlässt das Gerät als Wärme.
Aus Spannung und Stromstärke wird zuerst die Leistung, aus Leistung und Zeit dann die übertragene Energie: E = U · I · t. Der Zähler zeigt, wie sich das Zählwerk füllt — genau das misst der Stromzähler im Hausanschluss.
Der Balken zeigt, wie viele Kilowattstunden dabei zusammenkommen.
Zwei Beobachtungen lohnen sich: Ein Gerät mit winziger Stromstärke, das dafür stundenlang läuft, kann mehr Energie sammeln als ein starkes Gerät für ein paar Minuten — der Stromzähler interessiert sich nur für das Produkt. Und: Verdoppelst du die Spannung bei gleicher Stromstärke, verdoppelt sich die Energie. Kein Quadrat, keine Wurzel — hier zählt jeder Faktor genau einfach.
Allgemeine Hinweise
An diesen drei Stellen gehen Rechnungen zu P, E und η schief.
Einheiten richtig einsetzen
U in Volt und I in Ampere einsetzen, dann kommt P in Watt heraus.
Umrechnen in Kilowattstunden
Für Kilowattstunden die Leistung durch 1000 teilen und die Zeit in Stunden angeben.
Wirkungsgrad höchstens 100 %
η über 100 % ist immer ein Rechenfehler — Nutz- und Zufuhrenergie vertauscht.