(ET1-24) Die elektrische Leistung [Grundlagen, Berechnung, Beispiele, Lernclips]

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Inhaltsverzeichnis:

In diesem Kurstext stellen wir dir die elektrische Leistung vor, sowie die Gleichung mit der diese bestimmt wird. Denn die elektrische Leistung zählt zu den wichtigsten Größen in der Elektrotechnik.

Für ein optimales Verständnis helfen dir in diesem Kursabschnitt drei ausführliche Videoclips und zwei anschauliche Rechenbeispiele zu dem Thema.

Mehr zu diesem Thema und der Elektrotechnik findest du im Kurs: ET1-Grundlagen der Elektrotechnik  

 

Elektrische Leistung – Definition

Merk’s dir!

“Die elektrische Leistung P_{el} ist eine Maßzahl dafür, wie viel elektrische Arbeit der elektrische Strom in jeder Sekunde verrichtet oder wie viel elektrische Energie in eine andere Energieform umgewandelt wird.” 

Elektrische Leistung eines Konzerts
Elektrische Leistung eines Konzerts

Was für dich in erster Linie reiner Spaß ist, kann für Organisatoren von Konzerten ziemlich stressig sein. Überlege einfach mal, wie viele elektrische Geräte und Komponenten betrieben werden müssen, damit auf der Bühne dein Lieblingssänger gut beleuchtet, gut zu hören und richtig in Szene gesetzt ist. Dabei kommt sehr viel elektrische Leistung zusammen.

 

Elektrische Leistung – Berechnungen

Die zweite Gleichung zu dieser Größe erinnert dich vermutlich ein Wenig an die Gleichung des Ohm’schen Gesetzes.

 

Berechnung der elektrischen Leistung

Uns stehen in erster Linie zwei Gleichungen zur Verfügung um die elektrische Leistung zu bestimmen. 

 

Berechnung der Leistung mit der Elektrischen Arbeit W

Für die Berechnung der elektrischen Leistung P eines Geräts verwenden wir nachfolgende Gleichung:

 

P = \frac{W}{t}  

Kennzahlen:

  • P = Elektrische Leistung in Watt (W)

sowie

  • W = Elektrische Arbeit

sowie

  • t = Zeitraum der Messung

 

“Bei der ersten Berechnungsmethode können wir im Vorfeld die elektrische Arbeit W am elektrischen Gerät mit Hilfe eines Elektrizitätszählers bestimmen. “

 

Berechnung der Leistung mit der Spannung U und Stromstärke I

Die elektrische Leistung P errechnet sich ebenfalls aus dem Produkt der elektrischen Spannung U und der elektrischen Stromstärke I.

 

P = U \cdot I          

Kennzahlen:

  • P = Elektrische Leistung in Watt (W)

sowie

  • I = Elektrische Stromstärke in Ampere (A)

sowie

  • U = Elektrische Spannung in Volt (V)

 

“Bei der zweiten Berechnungsmethode können wir im Vorfeld die elektrische Spannung U mit einem Spannungsmesser (Voltmeter) und die elektrische Stromstärke I mit einem Strommesser (Amperemeter) am elektrischen Gerät mit Hilfe eines Elektrizitätszählers bestimmen. Ein Gerät welches beide Größen ermitteln kann, ist das Multimeter “

 

Aha, so einfach ist das also…

Es ist uns also möglich unter Kenntnis der elektrischen Spannung und des elektrischen Stroms diese elektrische Größe des Stromkreises zu ermitteln, indem wir Spannung und Strom einfach miteinander multiplizieren.

 

Leistung bei Reihenschaltung & Parallelschaltung elektrischer Geräte

Werden elektrische Geräte in Reihe geschaltet, so gilt, dass die einzelnen Leistungswerte miteinander addiert werden. 

  P_{ges} = P = \sum_{i}^{n} P_i = P_1 + P_2 + P_3 + ... + P_n

Kennzahlen:

  • P_{ges} = P Gesamtleistung in Watt (W)

sowie

  • P_i = Einzelleistung in Watt (W)

 

Einheit der elektrischen Leistung

Die Einheit der elektrischen Größe ist Watt. Benannt wurde die Einheit der Leistung nach dem schottischen Techniker James Watt (1736-1819). 

 

1 W = 1 Watt      

Dabei entspricht 1 Watt

1 W = 1 V \cdot 1 A

 

Nicht selten wir diese Einheit je nach Anwendungszweck als Vielfaches oder Teil angegeben

Vielfaches der Leistung

 

1 kW = 1.000 W  

1 MW = 1.000 kW = 1.000.000 W

 

Teil der Leistung

 

1 mW = \frac{1}{1.000} W  

1 W = 1.000 mW

 

Typische Leistungswerte aus dem Alltag

Für jeder elektrische Gerät, welches wir im Alltag verwenden lässt sich die Leistung angeben. Nachfolgend findest du eine Auswahl von Leistungsangaben:

Beispiele!

  • Einfacher Taschenrechner: 30 mW = 0,03 W  
  • Smart-TV in Standby : 500 mW = 0,5 W  
  • Dynamo am Fahrrad: 4 W = 0,004 kW  
  • Telefon während des Telefonierens:   5 W = 0,005 kW  
  • Große Energiesparlampe 20 W = 0,020 kW  
  • Große Glühbirne: 100 W = 0,1 kW  
  • Scheinwerfer eines PKW: 60 W = 0,06 kW  
  • Smart-TV im Betrieb: 85 W = 0,085 kW  
  • Standmixer: 250 W = 0,250 kW  
  • Mikrowelle 1000 W = 1,0 kW  
  • Waschmaschine: 1500 W = 1,5 kW  
  • Kraftwerk: 1.000.000 W = 1.000 kW = 1 MW

 

Beispiel: Elektrische Leistung einer Drohne

Aufgabenstellung – Elektrische Leistung einer Drohne

Du hast dir im Netz eine super günstige Drohne gekauft und möchtest wissen, wie viel Power diese mitbringt.


Da du aber, anders als von deinen Freunden gefordert, bei einem unseriösen Anbieter bestellt hast um Kosten und Porto zu sparen, ist die Anleitung auf thailändisch.

Nach langem Rätselraten kannst du endlich zwei Werte ausmachen, die dir bekannt vorkommen.

Die Elektrische Stromstärke I ist mit 8 A (Ampere) angegeben und die elektrische Spannung U mit 12 V (Volt)

 

Elektrische Leistung einer Drohne
Elektrische Leistung einer Drohne

 

Lösung

Super denkst du dir, alles was ich benötige habe ich und fängst gleich an zu rechnen:

P = U \cdot I

P = 8 A \cdot 12 V = 96 W

Das ging ja schnell, denkst du dir und startest deine Drohne. Nach zwei Minuten Flugzeit stürzt das Schnäppchen ab, zerlegt sich am Boden in 100 Teile und du denkst dir, das ging ja….

 

++ Videoclip: Elektrische Leistung ++

Im nächsten Video findest du noch mal eine Zusammenfassung des Kurstextes und zusätzliche Informationen zur elektrischen Leistung. 

Elektrische Leistung  

 

Was kommt als Nächstes?

Mit diesem Kurstext enden die Lektionen der Grundlagenkurs ET1. Thematisch geht es weiter mit dem Kurs ET2.

Hier werden wir uns mit den grundlegenden Berechnungen ausführlich auseinander setzen. Im nächsten Text findest du eine Formelsammlung und im übernächsten Texte eine Probeklausur mit Aufgaben und Lösungen zu den bereits behandelten Themen.

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