Essenzielle Cookies sind nötig. Analyse und Werbemessung nur mit deiner Zustimmung.
Physik · Elektrizitätslehre
Elektrische Leistung P = U·I mit ihren Varianten, elektrische Arbeit W = P·t, die Einheiten Watt, Joule und Kilowattstunde und typische Rechenaufgaben.
Leistung ist Energie pro Sekunde: P = U · I. Arbeit ist Leistung mal Zeit: W = P · t.
Stell dir einen Wasserfall vor: Die Spannung U ist die Fallhöhe, die Stromstärke I die Wassermenge pro Sekunde. Je mehr von beidem, desto größer die Leistung P. Sie sagt, wie viel elektrische Energie pro Zeit in Wärme, Licht oder Bewegung übergeht.
P = U · IEinheit Watt: 1 W = 1 V · 1 A = 1 J/s
Mit U = R · I entstehen zwei weitere Formen. Nimm die, zu der deine Angaben passen:
| Formel | Nutze sie bei |
|---|---|
| P = U · I | U und I bekannt |
| P = I² · R | I und R bekannt (Leitungsverluste) |
| P = U² / R | U und R bekannt |
Bei festem Widerstand wächst P quadratisch mit I und mit U: Doppelte Stromstärke oder doppelte Spannung bedeuten vierfache Leistung.
W = P · t = U · I · tEinheit Joule: 1 J = 1 Ws
Die Leistung ist eine Momentaufnahme, die Arbeit die Bilanz über die Zeit. Bei gleicher Leistung wächst die Arbeit proportional zur Betriebsdauer. Im Alltag rechnest du in Kilowattstunden: 1 kWh = 1000 W · 3600 s = 3,6 · 10⁶ J.
| Einheit | Gemessen wird | Gleich |
|---|---|---|
| Watt (W) | Leistung | 1 J/s |
| Joule (J), Wattsekunde (Ws) | Arbeit | 1 J = 1 Ws |
| Kilowattstunde (kWh) | Arbeit | 3,6 · 10⁶ J |
Leistung und Arbeit im Allgemeinen stehen in der Mechanik. → Ausführlich in: Impuls und Leistung
Auf bewegte Ladungen im Magnetfeld wirkt die Lorentzkraft F = q · v · B. Sie hängt von Ladung, Geschwindigkeit und Feld ab, nicht von der Masse. → Ausführlich in: Magnetfeld
Interaktive Darstellung
Deine AufgabeVerändere die Stromstärke I und den Widerstand R und berechne vorab P = I² · R. Lies am Diagramm ab, warum sich der Wärmeverlust in einer Leitung bei doppeltem Strom vervierfacht.
