Bedeutung (Warum?)
Die thermische Leistung ist die Wärme, die ein stromdurchflossener Widerstand pro Sekunde erzeugt:
\( P_{th}=R\cdot I^{2} \)
Nutzen (Wozu?)
Damit verstehst du, warum Leitungen und Bauteile warm werden und warum Strom über weite Strecken mit hoher Spannung transportiert wird. Das Thema wird in Physik der Realschule, Jahrgangsstufe 9, behandelt.
Funktionsweise (Wie?)
Die Elektronen stößen im Draht gegen die Atome und geben Bewegungsenergie als Wärme ab. Weil die Stromstärke quadratisch eingeht, erzeugt doppelter Strom die vierfache Wärme. Deshalb transformiert man Strom für Fernleitungen auf sehr hohe Spannung: gleiche Leistung bedeutet dann kleinere Stromstärke und damit weniger Verluste.
Praxisbeispiel (Wo?)
Ein Leiter mit \(R=0{,}5\,\Omega\) wird von \(I=10\,\text{A}\) durchflossen. Dann ist \(P_{th}=R\cdot I^{2}=0{,}5\,\Omega\cdot(10\,\text{A})^{2}=50\,\text{W}\) – diese Leistung geht als Wärme verloren.
Merksatz
Doppelter Strom, vierfache Wärme – denn \(P_{th}=R\cdot I^{2}\).