Die Elektrische Leistung


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Einführung

Strom ist aus dem heutigen Leben nicht mehr weg zu denken, er ist eines der wichtigsten Energiequellen. Das besondere an Strom als Energieträger ist seine Transportierbarkeit.
In diesem Kapitell werden wir uns mit der elektrischen Leistung befassen, sie gibt an wie viel elektrische arbeit in einem Zeitintervall verrichtet wird. Im Folgenden werden wir uns mit der Berechnung der elektrische Leistung befassen und einige praktische Beispiele berechnen.

Bevor wir uns dem Thema widmen, könnte es nützlich sein die folgenden Themen zu wiederholen:

Elektrische Leistung

Die elektrische Leistung gibt an wie viel elektrische Arbeit in einem bestimmten Zeitintervall verrichtet wird. Für Gleichstrom berechnet sie sich aus dem Produkt von Spannung \(U\) und Stromstärke \(I\), die einheit der elektrsiche Leistung ist Watt \([W]\).

Beispiel:

Eine Glühbirne wird bei einer Spannung von \(12\) Volt und einer Stromstärke von \(2\) Ampere betrieben. Damit ist die Leistung: \(P=U\cdot I=12V\cdot 2A=24W\). Die Lampe wandelt also 24 Watt elektrische Energie in Lichtenergie und Wärme um.

Formel 1 der elektrischen Leistung

\(P=U\cdot I\)

Dabei ist:

  • \(P\) die elektrische Leistung in Watt \([W]\)

  • \(U\) die Spannung in Volt \([V]\)

  • \(I\) die Stromstärke in Ampere \(A\)



Mit dem Ohmsches Gesetz kann man Formel 1 der elektrischen Leistung anders ausdrücken.

Wir nutzen die Formel \(U=R\cdot I\) und setzen für \(U\) das Produkt aus \(R\) und \(I\) ein, damit erhalten wir:

\(P=U\cdot I=R\cdot I\cdot I=R\cdot I^2\)

Formel 2 der elektrischen Leistung

\(P=R\cdot I^2\)

Dabei ist:

  • \(P\) die elektrische Leistung in Watt \([W]\)

  • \(R\) der Widerstand in Ohm \([\Omega]\)

  • \(I\) die Stromstärke in Ampere \(A\)



In Formel 1 der elektrischen Leistung kann man mit dem Ohmschen Gesetz auch die Stromstärke \(I\) ersetzen. Dafür nutzen wir:

\(I=\)\(\frac{U}{R}\)

Damit erhalten wir für die Leistung:

\(P=U\cdot I=U\cdot\)\(\frac{U}{R}\)\(=\)\(\frac{U^2}{R}\)

Formel 3 der elektrischen Leistung

\(P=\)\(\frac{U^2}{R}\)

Dabei ist:

  • \(P\) die elektrische Leistung in Watt \([W]\)

  • \(R\) der Widerstand in Ohm \([\Omega]\)

  • \(U\) die Spannung in Volt \(V\)