Elektrische Leistung und elektrische Energie

Bedeutung (Warum?)

Die elektrische Leistung gibt an, wie viel Energie ein Gerät pro Sekunde umsetzt. Sie hängt von Spannung und Stromstärke ab:

\( P=U\cdot I \)

Die elektrische Energie ist die insgesamt umgesetzte Menge über die Zeit:

\( E=P\cdot t=U\cdot I\cdot t \)

Nutzen (Wozu?)

Damit berechnest du den Stromverbrauch und die Kosten von Haushaltsgeräten. Das Thema wird u.\,a. in Physik der Realschule, Jahrgangsstufe 9, behandelt. Wichtig ist die Umrechnung zwischen Kilowattstunde und Joule:

\( 1\,\text{kWh}=3{,}6\cdot 10^{6}\,\text{J} \)

Funktionsweise (Wie?)

Leistung misst man in Watt (\(1\,\text{W}=1\,\tfrac{\text{J}}{\text{s}}\)). Multiplizierst du die Leistung mit der Zeit, erhältst du die Energie. Stromzähler rechnen in Kilowattstunden: \(1\,\text{kWh}\) ist die Energie, die ein \(1000\)-Watt-Gerät in einer Stunde verbraucht.

Praxisbeispiel (Wo?)

Ein Föhn mit \(P=1600\,\text{W}\) läuft \(t=0{,}25\,\text{h}\). Dann ist \(E=P\cdot t=1600\,\text{W}\cdot 0{,}25\,\text{h}=400\,\text{Wh}=0{,}4\,\text{kWh}\). In Joule: \(0{,}4\cdot 3{,}6\cdot 10^{6}\,\text{J}=1{,}44\cdot 10^{6}\,\text{J}\). Bei einem Preis von \(0{,}40\,\tfrac{\text{Euro}}{\text{kWh}}\) kostet das \(0{,}16\,\text{Euro}\).

Merksatz

Leistung ist Energie pro Zeit \(\left(P=\tfrac{E}{t}\right)\) – und \(1\,\text{kWh}=3{,}6\cdot 10^{6}\,\text{J}\).