(ET3-27) Einheiten und Größenordnungen der elektrischen Leistung

In diesem Kurstext stellen wir dir die Leistungseinheiten der elektrischen Leistung vor, sowie eine Übersicht für die Größen in denen die elektrische Leistung angegeben wird.

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

Mehr zu diesem Thema und der Elektrotechnik findest du im Kurs: ET3-Netzwerkberechnung

Leistungseinheit - Unterirdisches Kraftwerk — Leistungseinheit – Unterirdisches Kraftwerk

Die Einheit der Leistung ist Watt. Formal ergibt sich diese Einheit wie folgt:

$[P] = [U] \cdot [I] = 1 V \cdot 1 A = 1 W [Watt]$

Leistungseinheiten – Definition – Watt

Die Leistungseinheit Watt (W) misst, wie schnell Energie in einem System umgewandelt wird oder wie viel Energie pro Zeiteinheit verbraucht oder erzeugt wird. Einfach gesagt, je höher die Leistung in Watt, desto schneller wird Energie umgewandelt oder verbraucht. Zum Beispiel wird eine Glühbirne mit einer Leistung von 60 Watt schneller Licht erzeugen als eine mit 40 Watt. Die Einheit Watt ist nach dem schottischen Ingenieur James Watt benannt, der maßgeblich zur Entwicklung der Dampfmaschine beitrug.

Das Watt ist die Leistung eines gleichmäßig ablaufenden Vorgangs, bei dem in der Zeit 1s die Arbeit 1J verrichtet wird.

Oder in Zahlen:

$1 W = 1 \frac{J}{s} = 1 m^2 \cdot kg \cdot s^{-3} = 1 V \cdot A$

Merk's dir!

Diese Einheit der Leistung wurde nach dem schottischen Techniker James Watt benannt. Da sieht man mal, dass Techniker alles erreichen können.

Leistungseinheiten – Pferdestärke (nicht mehr gebräuchlich)

Im Fahrzeugbau wird die Leistung, es handelt sich dabei um mechanische Leistung mit PS dargestellt und in alten Lehrbücher zur Elektrotechnik finden sich derartige Bezeichnungen auch noch. Eine Umrechnung eines Werte mit PS Angabe kannst du ganz leicht durchführen, denn

$\boxed{ 1 PS = 735,5 W }$

Merk's dir!

Eine Pferdestärke entspricht dem 735,5 fachen eines Watts.

Leistungseinheit – Größenordnungen- Übersicht der elektrischen Leistung

Als Techniker begegnen dir täglich unterschiedliche Maschinen mit unterschiedlichen Leistungen. Diese Größenbereiche möchten wir dir zum besseren Verständnis mit ein paar Beispielen zu Leistungseinheiten erläutern:

Yottawatt:

$\boxed{ 1 yW = 10^{-24} W \text{ - Entspricht einem quadrillionstel eines Watts} }$

Zeptowatt:

$\boxed{ 1zW = 10^{-21} W \text{ - Entspricht einem trilliardstel eines Watts.} }$

undefiniert

Beispiel: Zeptowatt

Funksignal einer Raumsonde (ca. 12 zW)

Attowatt:

$\boxed{ 1 aW = 10^{-18} W \text{ - Entspricht einem trillionstel eines Watts} }$

undefiniert

Beispiel: Attowatt

Leistung eines GNSS-Empfängers (ca. 95 aW)

Femtowatt:

$\boxed{ 1 fW = 10^{-15} W \text{ - Entspricht einem billiardstel eines Watts} }$

undefiniert

Beispiel: Femtowatt

Leistung eines Spermiums (ca. 50 fW)

Pikowatt:

$\boxed{ 1 pW = 10^{-12} W \text{ - Entspricht einem billionstel eines Watts} }$

undefiniert

Beispiel: Pikowatt

Leistung eines LTE-Signals G4-Smartphone (ca. 100 pW).

Leistungseinheit – Weitere Größen der elektrischen Leistung

Nanowatt:

$\boxed{ 1 nW = 10^{-9} W \text{ - Entspricht dem milliardstel eines Watts} }$

undefiniert

Beispiel: Nanowatt

Maximal gesetzlich zulässige Übertragungsleistung eines Audiosignals über geringe Entfernungen (50 nW)

Mikrowatt:

$\boxed{ 1 \muW = 10^{-6} W \text{ - Entspricht dem millionstel eines Watts.}}$

undefiniert

Beispiel: Mikrowatt

Lichtleistung des Lasers eines Laserdruckers ( 22 $\mu W$ )

Milliwatt:

$\boxed{ 1 mW = 10^{-3} W \text{ - Entspricht dem tausendstel eines Watts} }$

undefiniert

Beispiel: Milliwatt

Leistung eines Thermoelements (150 mW)

Watt:

$\boxed{ 1 W = 10^{0} W }$

undefiniert

Beispiel: Watt

Leistung einer Glühbirne (40 W)

Kilowatt:

$\boxed{ 1 kW = 10^{3} W \text{ - Entspricht tausend Watt.} }$

undefiniert

Beispiel: Kilowatt

Leistung eines Durchlauferhitzers (21 kW)

Megawatt:

$\boxed{ 1 MW = 10^{6} W \text{ - Entspricht einer Million Watt.} }$

undefiniert

Beispiel: Megawatt

Leistung des Reaktors auf einem Flugzeugträger (220 MW)

Gigawatt:

$\boxed{ 1 GW = 10^{9} W \text{ - Entspricht einer Milliarde Watt.} }$

undefiniert

Beispiel: Gigawatt

Leistung aller Kraftwerke in Deutschland zur Erzeugung von elektrischer Energie (214 GW)

Terawatt

$\boxed{ 1 TW = 10^{12} W \text{ - Entspricht einer Billion Watt.} }$

undefiniert

Beispiel: Terawatt

Verbrauch der Infrastruktursysteme (Rechenzentren, Server-, Speicher-, und Netzwerktechnik) in Deutschland 2016 an elektrischer Leistung (19 TW)

Petawatt

$\boxed{ 1 PW = 10^{15} W \text{ - Entspricht einer Billiarde Watt.} }$

undefiniert

Beispiel: Petawatt

Leistung des stärksten Lasers (174 PW).

Leistungseinheit – Weitere Größen der Leistung außerhalb der Erde

Wenn du jetzt dachtest, das ist ja ziemlich viel (1 PW), dann schau dir mal die Leistungen in kosmischen Dimensionen an und lass dir mal die folgenden Werte auf der Zunge vergehen:

undefiniert

Beispiel: Astronomische Größen der Leistung

$\boxed{ \text{Strahlungsleistung der Sonne:} 3,88 \cdot 10^{26} W \text{ (gemittelt)} }$

sowie

$\boxed{ \text{Strahlungsleistung unserer Galaxie (Milchstraße): } 5 \cdot 10^{36} W }$

sowie

$\boxed{ \text{Leistung bei der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher (Gravitationswellen): } 3,6 \cdot 10^{49} W }$

0097 Einheiten und Größenordnungen der elektrischen Leistung 2

wie gehts weiter

Wie geht's weiter?

Nachdem du jetzt das Thema Leistungseinheit kennst, stellen wir dir im nächsten Kurstext die elektrische Leistung im Strom-Spannungs-Diagramm vor.

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