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Energie, Leistung, Watt & Kilowattstunde
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Energie ist die Fähigkeit, physikalische Arbeit zu verrichten. Unter Leistung versteht man die pro Zeit umgesetzte Energie, also die pro Zeit verrichtete Arbeit, verbrauchte Strommenge oder zugeführte Wärmemenge.
Einheiten
Um Wasser zu erwärmen, um den Glühfaden einer Lampe zum Glühen zu bringen oder um einen Motor zu drehen, braucht man Energie. Im Alltag wird für Energie die Kilowattstunde (kWh) als Berechnungseinheit verwendet. Läuft ein Gerät mit einer Leistung von 1 Kilowatt 1 Stunde lang, dann führt dies zu einem Energieverbrauch von 1 Kilowattstunde. 1 Kilowattstunde (kWh) entspricht 1.000 Wattstunden (Wh).
Die physikalische Grundeinheit für die Energie ist jedoch das Joule (J): Ein Joule entspricht einer Wattsekunde:
- 1 J = 1 Ws
Oder anders: Wenn Elektrizität mit der Spannung von 1 Volt und der Stromstärke von 1 Ampère während einer Sekunde gebraucht wird, entspricht dies 1 Joule (3.600 kJ = 1 kWh).
Für Leistung wird das Watt (W) oder ein Vielfaches davon, zum Beispiel Kilowatt (kW) und Megawatt (MW) verwendet:
- 1 kW = 1.000 W
- 1 MW = 1.000 kW
Energie und Leistung
Ein Beispiel:
Um 30 Liter Wasser für ein Duschbad von knapp 10 °C auf 38 °C zu erwärmen, braucht man eine Energiemenge von 1 Kilowattstunde (kWh).
Leistung = Energie / Zeit | Energie = Leistung x Zeit |
|---|---|
Will man die Erwärmung innerhalb 15 Minuten (0,25 h) erreichen, erfordert dies eine Leistung von (1 kWh/0,25 h = ) 4 Kilowatt (kW). | Heizt man das Wasser mit einer Leistung von 10 Kilowatt (kW) sechs Minuten (1/10h), dann führt man ihm eine Energiemenge von (10 kW x 1/10 h =) 1 Kilowattstunde (kWh) zu, so dass sich die gleiche Erwärmung ergibt. |
Leistungsaufnahme
Bei elektrischen Geräten ist meist nicht die aus dem Netz aufgenommene Leistung angegeben, sondern nur die Stromstärke (Ampère) und die Spannung (Volt). Daraus kann man sich leicht die Leistungsaufnahme des Gerätes (zugeführte Leistung) ausrechnen:
- Leistung = Spannung x Stromstärke
- Watt = Volt x Ampère
Zugeführte Leistung und Nutzleistung
Als Nutzleistung wird der nutzbare Anteil der zugeführten Leistung bezeichnet. Die zugeführte Leistung ist stets größer als die Nutzleistung, da immer Umwandlungsverluste auftreten.
Bei Elektromotoren sind meist beide Leistungswerte angegeben: Die aus dem Netz aufgenommene Leistung wird hier in kVA angegeben, während die nutzbare Leistung an der Welle des Motors in KW angegeben wird. Zwischen beiden Werten kann - je nach Wirkungsgrad des Motors - ein Unterschied von 5 bis 20 Prozentpunkten bestehen.
Autor: Redaktion
