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

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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

Die elektrische Leistung im Überblick

  • Die elektrische Leistung gibt an, wie viel Energie in einer bestimmten Zeit umgesetzt wird.
  • Das Formelzeichen der elektrischen Leistung ist P, ihre Einheit ist Watt.
  • Die Formel für die elektrische Leistung P lautet P = \frac{E}{t} mit der umgesetzten Energie E und der Zeit t.
  • Für Gleichstrom mit der Stromstärke I und der Spannung U gilt:
    P=U \cdot I

Elektrische Leistung: Lernvideo

Quelle sofatutor.com

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 P. Dies kommt vom englischen Begriff Power.
Die Formel für die elektrische Leistung P lautet:
P = \frac{E}{t}
Dabei steht E für die umgesetzte Energie und t für die Zeit.
Die Formel stellt die Definition der elektrischen Leistung als Gleichung dar:
umgesetzte Energie pro Zeit

Für Gleichstrom mit der Stromstärke I und der Spannung U kann die elektrische Leistung auch mit der sogenannten PUI-Formel ausgedrückt werden:
P=U \cdot I
Wir können also die elektrische Leistung durch gleichzeitiges Messen der Spannung und der Stromstärke ermitteln.
Anhand des ohmschen Gesetzes U=R \cdot I mit dem ohmschen Widerstand R kann die Formel auch umgestellt werden:
P=R \cdot I \cdot I = R \cdot I^2
bzw:
P= U \cdot \frac{U}{R} = \frac{U^2}{R}

Die Einheit der elektrischen Leistung

Die Einheit der elektrischen Leistung ist Watt: 1\,\text{W}
Wie bei anderen Größen auch kann die Einheit Watt auch durch Vorsätze für Zehnerpotenzen erweitert werden:

Leistung Angabe mit Vorsatz Ausgesprochen
0,000\,001\,\text{W} = 1 \cdot 10^{-6}\,\text{W} 1\,\mu \text{W} Mikrowatt
0,001\,\text{W} = 1 \cdot 10^{-3}\,\text{W} 1\, \text{mW} Milliwatt
1\,000\,\text{W} = 1 \cdot 10^{3}\,\text{W} 1\, \text{kW} Kilowatt
1 \cdot 10^{6}\,\text{W} 1\,\text{MW} Megawatt
1 \cdot 10^{9}\,\text{W} 1\,\text{GW} Gigawatt

Entsprechend der Formel P = \frac{E}{t} kann die Einheit Watt auch durch die Einheiten Joule und Sekunde ausgedrückt werden:
1\,\text{W} = 1\,\frac{1\,\text{J}}{1\,\text{s}}
Dabei ist Joule die Einheit der Energie und Sekunde die Einheit der Zeit.

Aus der Formel P= U \cdot I können wir den folgenden Zusammenhang herleiten:
1\,\text{W} = 1\,\text{V} \cdot 1\,\text{A}
Dabei ist Volt (1\,\text{V}) die Einheit der Spannung und Ampere (1\,\text{A}) die Einheit der Stromstärke.

Beispielrechnungen zu elektrischen Leistung

Beispiel 1: Eine elektrische Heizung hat die Leistung P= 800\,\text{W}. Nach einer Woche sind 20,4\,\text{kWh} umgesetzt worden. Wie lange wurde die Heizung in der Woche insgesamt betrieben?
Wir stellen die Formel P = \frac{E}{t} nach der gesuchten Zeit t um und setzen ein:
t = \frac{E}{P} = \frac{20,4\,\text{kWh}}{800\,\text{W}} = \frac{20\,400\,\text{Wh}}{800\,\text{W}} = 25,5 \,\text{h}
Die Heizung wurde also 25,5 Stunden betrieben.

Beispiel 2: In einer Parallelschaltung zweier Glühlampen fällt die Spannung U=10\,\text{V} ab. Die Leistung der einen Glühlampe beträgt P=10\,\text{W}. Berechne, welcher Strom I_2 durch die zweite Glühlampe fließt, wenn an der Schaltung eine Gesamtleistung von P=25\,\text{W} umgesetzt wird.
Bei einer Parallelschaltung liegt an jeder Glühlampe die gleiche Spannung an, nämlich U=10\,\text{V}. Die Gesamtstromstärke ist hingegen die Summe der beiden Teilstromstärken, die durch die beiden Glühlampen fließen: I= I_1 + I_2. Für die elektrische Leistung in der Parallelschaltung gilt also:
P_\text{ges} = P_1 + P_2
Wir verwenden die Formel P=U \cdot I und erhalten:
P_\text{ges} = P_1 + U \cdot I_2
Wir formen diese Gleichung nach der gesuchten Stromstärke I_2 um und erhalten:
I_2 = \frac{P_\text{ges}-P_1}{U}
Wir setzen die gegebenen Werte ein und erhalten so die Stromstärke:
I_2=\frac{25\,\text{W} - 10\,\text{W}}{10\,\text{V}} = 1,5\,\text{A}

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

Die elektrische Leistung gibt an, wie viel Energie in einer bestimmten Zeit umgesetzt wird.

Die elektrische Leistung sagt aus, wie viel Energie in einer bestimmten Zeit umgesetzt wird.

Das Formelzeichen der elektrischen Leistung ist P. Dies kommt vom englischen Begriff Power.

Elektrische Leistung entsteht, wenn an einem Verbraucher Energie in einer bestimmten Zeit umgesetzt wird.

Die Einheit der elektrischen Leistung ist Watt (1\,\text{W}).

Die elektrische Leistung P gibt an, wie viel Energie in einer bestimmten Zeit umgesetzt wird. Wir können also die Leistung in Watt mit der folgenden Formel berechnen:
P = \frac{E}{t}

Die elektrische Leistung gibt an, wie viel Energie in einer bestimmten Zeit umgesetzt wird.

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