Elektrische Leistung – Definition, Formel, Beispiele
Die elektrische Leistung misst die umgesetzte Energie in einer bestimmten Zeit (gemessen in Watt). Lerne, wie man sie berechnet und welche Leistungsbegriffe relevant sind. Interessiert? Dies und vieles mehr findest Du im folgenden Text!
Inhaltsverzeichnis zum Thema Elektrische Leistung
Das Quiz zum Thema: Elektrische Leistung
Was gibt die elektrische Leistung an?
Frage 1 von 4
In welcher Einheit wird die elektrische Leistung gemessen?
Frage 2 von 4
Was ist das Formelzeichen der elektrischen Leistung?
Frage 3 von 4
Wie wird die elektrische Leistung berechnet?
Frage 4 von 4
Wie willst du heute lernen?
Elektrische Leistung einfach erklärt
Häufig ist bei elektrischen Verbrauchern, wie zum Beispiel einem Wasserkocher, die elektrische Leistung angegeben. Sie gibt an, wie viel Energie in einer bestimmten Zeit umgesetzt wird. Beim Wasserkocher beschreibt die Leistung also beispielsweise, wie viel Energie in einer Sekunde dem Stromnetz entnommen wird, um in Wärmeenergie umgewandelt zu werden.
Elektrische Leistung berechnen
Das Formelzeichen der elektrischen Leistung ist . Dies kommt vom englischen Begriff Power.
Die Formel für die elektrische Leistung lautet:
Dabei steht für die umgesetzte Energie und
für die Zeit.
Die Formel stellt die Definition der elektrischen Leistung als Gleichung dar:
umgesetzte Energie pro Zeit
Für Gleichstrom mit der Stromstärke und der Spannung
kann die elektrische Leistung auch mit der sogenannten
-Formel ausgedrückt werden:
Wir können also die elektrische Leistung durch gleichzeitiges Messen der Spannung und der Stromstärke ermitteln.
Anhand des ohmschen Gesetzes mit dem ohmschen Widerstand
kann die Formel auch umgestellt werden:
bzw:
Die Einheit der elektrischen Leistung
Die Einheit der elektrischen Leistung ist Watt:
Wie bei anderen Größen auch kann die Einheit Watt auch durch Vorsätze für Zehnerpotenzen erweitert werden:
Leistung | Angabe mit Vorsatz | Ausgesprochen |
---|---|---|
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Mikrowatt |
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Milliwatt |
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Kilowatt |
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Megawatt |
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Gigawatt |
Entsprechend der Formel kann die Einheit Watt auch durch die Einheiten Joule und Sekunde ausgedrückt werden:
Dabei ist Joule die Einheit der Energie und Sekunde die Einheit der Zeit.
Aus der Formel können wir den folgenden Zusammenhang herleiten:
Dabei ist Volt () die Einheit der Spannung und Ampere (
) die Einheit der Stromstärke.
Beispielrechnungen zu elektrischen Leistung
Beispiel 1: Eine elektrische Heizung hat die Leistung . Nach einer Woche sind
umgesetzt worden. Wie lange wurde die Heizung in der Woche insgesamt betrieben?
Wir stellen die Formel nach der gesuchten Zeit
um und setzen ein:
Die Heizung wurde also Stunden betrieben.
Beispiel 2: In einer Parallelschaltung zweier Glühlampen fällt die Spannung ab. Die Leistung der einen Glühlampe beträgt
. Berechne, welcher Strom
durch die zweite Glühlampe fließt, wenn an der Schaltung eine Gesamtleistung von
umgesetzt wird.
Bei einer Parallelschaltung liegt an jeder Glühlampe die gleiche Spannung an, nämlich . Die Gesamtstromstärke ist hingegen die Summe der beiden Teilstromstärken, die durch die beiden Glühlampen fließen:
. Für die elektrische Leistung in der Parallelschaltung gilt also:
Wir verwenden die Formel und erhalten:
Wir formen diese Gleichung nach der gesuchten Stromstärke um und erhalten:
Wir setzen die gegebenen Werte ein und erhalten so die Stromstärke:
Leistungsbegriffe
Bei der elektrischen Leistung werden unterschiedliche Leistungsbegriffe unterschieden. Im Folgenden unterscheiden wir die wichtigsten Leistungsarten:
Leistungsbegriffe | |
---|---|
Nutzleistung | Die Nutzleistung gibt an, welche Leistung tatsächlich genutzt wird. Dies bedeutet, dass nur ein Teil der zur Verfügung stehenden Leistung effektiv „umgesetzt“ wird. Den anderen Teil der zur Verfügung stehenden Leistung nennen wir Verlustleistung. |
Verlustleistung | Die Verlustleistung ist die Leistung, die nicht effektiv genutzt wird. Verluste ergeben sich zum Beispiel durch unerwünschte Wärmeerzeugung. Ein Teil der Energie wird also in Wärmeenergie umgewandelt und ist damit nicht mehr nutzbar. |
verfügbare Leistung | Die verfügbare Leistung gibt an, welche Leistung insgesamt zur Verfügung steht. Es ist die Leistung, die eine Spannungsquelle, also beispielsweise ein Netzteil, liefern kann. |
Maximalleistung | Elektronische Bauteile bzw. Verbraucher haben immer eine Maximalleistung. Dies ist die Leistung, die das Bauteil maximal „vertragen“ kann. Bei höheren Leistungen geht das Bauteil kaputt bzw. nimmt Schaden. |
Blindleistung | Liegt ein Wechselstromkreis mit einem nicht rein ohmschen Widerstand, etwa einer Spule oder einem Kondensator, vor, wird periodisch zwischen Verbraucher und Spannungsquelle Leistung ausgetauscht. Diese Leistung wird Blindleistung genannt. |
Häufig gestellte Fragen zum Thema Elektrische Leistung
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