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Transkript Elektrische Arbeit und Leistung – Überblick

Hallo! In diesem Video geht es erstens um die elektrische Arbeit und zweitens um die elektrische Leistung. Also los geht es mit der elektrischen Arbeit. Noch einmal kurz zur Erinnerung aus der Mechanik. Daher kennen wir ja auch schon die Arbeit und die hatte das Formelzeichen W und die Formel für die Arbeit lautete: W=F×s. Also Kraft mal Strecke. Und die Einheit von der Arbeit W war ja das Joule, J abgekürzt. Und an der Einheit Joule erkennen wir, dass Arbeit eigentlich nicht anderes ist, als eine Energie. Mit einer bestimmten Menge Energie kann man eine bestimmte Menge an Arbeit verrichten. Ähnliches gilt jetzt auch für die elektrische Arbeit und elektrische Energie. Hier wird die Energie in den Ladungen, also zum Beispiel Elektronen und den Feldern, wie magnetischen oder elektrischen Feldern, gespeichert. Um überhaupt erst mal elektrische Energie zu bekommen, muss eine elektrische Arbeit verrichtet werden, nämlich die Ladung getrennt werden. Von welchen Faktoren hängt denn nun die Größe der Arbeit ab? Das ist zunächst einmal die Spannung U. Denn sie ist ja die Voraussetzung dafür, dass überhaupt Ladungen fließen können. Dann natürlich der Strom I, denn je mehr Strom fließt, desto mehr Arbeit kann auch verrichtet werden. Zum Beispiel kann dann eine Glühbirne heller leuchten. Und dann ist da noch der Faktor t, die Zeit, denn je länger natürlich die Spannung anliegt und der Strom fließt, desto mehr Arbeit kann verrichtet werden. Diese Größen können nun in einer Formel sehr leicht miteinander verbunden werden. Die Formel lautet: W=U×I×t. Jetzt machen wir noch mal einen Rechenbefehl, denn das ist noch nicht die endgültige Formel, denn wir kennen noch etwas über den Strom I. Der ist nämlich ΔQ/Δt. Ihr erinnert euch, wenn wir jetzt mal Δt multiplizieren, dann erhalten wir ΔQ=I×Δt. Dieses I×t haben wir auch in unserer Formel für die Arbeit und das können wir nun ersetzen durch Q. Das heißt, wir erhalten eine neue vereinfachte Formel. Die lautet dann W=U×Q. Das sind jetzt unsere beiden Formeln für die elektrische Arbeit beziehungsweise Energie. Was ist denn nun die Einheit von der elektrischen Arbeit? Das ist das Joule, denn es ist ja auch eine Energie, aber man sagt bei der elektrischen Arbeit eher Wattsekunde Ws. Öfter als die Wattsekunde benutzt man eigentlich eher 1kWh, habt ihr vielleicht schon mal gehört und das sind 3600000 Wattsekunden. Das ist wiederum das Gleiche wie 3,6×106J. Gut so viel zu den Einheiten. Schauen wir uns jetzt mal noch ein Beispiel an. Wenn ihr auf eure Stromrechnung zu Hause guckt, dann steht dort immer der Gesamtverbrauch pro Jahr. Das wäre dann zum Beispiel W elektrisch=4553kWh. Und jetzt wollt ihr Mal wissen, wie viel Strom denn so durchschnittlich geflossen ist. Dafür können wir jetzt sehr schön diese obere Formel hier anwenden. Die können wir nach I auflösen, denn I ist ja gesucht und dann erhalten wir I=W elektrisch/U×t. Jetzt können wir auch schon die ersten Werte einsetzen. Also erst mal I=W elektrisch durch 230 Volt, denn das ist die Netzspannung, die wir erhalten, mal die Zeit. Die Zeit brauchen wir in Stunden, da in der elektrischen Arbeit auch die Stunde drin steckt. Deswegen rechnen wir das Mal hier unten aus. t=365 Tage im Jahr mal 24h=8760h. Das können wir jetzt auch mal da oben eintragen. Die elektrische Arbeit kennen wir ja auch schon. Die müssen wir jetzt in Wattstunden umrechnen und das sind dann 4553000 Wh. Dann kürze ich auch die Stunde weg und wir erhalten dann das Ergebnis I ist ungefähr 2,26 Amper. Das ist also der Strom, der durchschnittlich bei uns zu Hause fließt. Gut so weit erst mal zur elektrischen Arbeit. Jetzt kommen wir zum zweiten Punkt, der elektrischen Leistung. Auch wieder aus der Mechanik wissen wir, was die Leistung ist. Das ist nämlich P=W/t. Also Arbeit pro Zeit. Und Ähnliches gilt auch in der Elektrizität. Da setzen wir einfach ein paar kleine el hinter die Buchstaben. Jetzt wissen wir aber schon mehr über die elektrische Arbeit. Die, haben wir ja gerade gesehen, ist nämlich das Gleiche wie U×Q. Das können wir jetzt ersetzen und dann erhalten wir P elektrisch =(U×Q)/t. Q/t kommt uns doch auch bekannt vor, oder? Genau I=Q/t der Strom. Dann können wir also auch das ersetzen und erhalten das endgültige Ergebnis für die Leistung. P elektrisch=U×I. Eigentlich ganz einfach, oder? Jetzt kommen wir noch mal kurz zur Einheit, aber die kennt ihr eigentlich schon. Die Einheit von der Leistung ist nämlich W das Watt. Berechnen wir auch hier mal eine Aufgabe. Die Aufgabenstellung lautet: Berechne den Strom, der bei 230 Volt, also bei Netzspannung, durch eine 100 Watt-Glühlampe fließt. Also gegeben ist die Spannung U=230 V und die Leistung P=100 W. Gesucht ist natürlich der Strom I. Das können wir jetzt alles sehr schön mit dieser Formel hier ausrechnen. Dazu müssen wir sie nach I auflösen und erhalten dann I=P/U. Dann setzen wir ein. I=100 W/230 V. Dann erhalten wir das Ergebnis I ist ungefähr 0,435 A oder 435mA. Das ist ein relativ kleiner Strom, der noch nicht so gefährlich ist. Das war erst mal das Wichtigste zur Leistung und zur Arbeit. Nur noch mal eine kurze Zusammenfassung. Also das Wichtigste zur elektrischen Leistung steht ja noch da. Das Formelzeichen dafür ist Pel. Die Formel dafür lautet Pel=U×I. Und die Einheit für die elektrische Leistung ist das Watt. Nun zur elektrischen Arbeit. Die hat ja das Formelzeichen W und die Formel dafür lauten, es gibt zwei, W elektrisch=U×Q oder die etwas längere W elektrisch=U×I×t. Das sind die zwei wichtigen Formeln. Und die Einheit von der Arbeit ist die Wattsekunde. In der Elektrotechnik benutzt man diese oder auch das Joule, was ja eine Energieeinheit ist. Was ziemlich verwirrend sein mag, sind die vielen W. Ihr müsst aufpassen, dass ihr zwei W genau von einander trennt. Sie haben nämlich eine unterschiedliche Bedeutung. Dieses W hier zum Beispiel ist eine Einheit, nämlich das Watt. Genauso wie diese Wattsekunde hier. Dann gibt es noch diese W hier. Das sind keine Einheiten, sondern das ist das Formelzeichen für die Arbeit. Das W kommt aus dem englischen von work. Gut ich hoffe das Video hat euch gefallen. Bis zum nächsten Mal. Tschüss!

Informationen zum Video
25 Kommentare
  1. Nature 0020 large

    das ist super :)

    Von Lucyxschroeder, vor mehr als einem Jahr
  2. Karsten

    @Serkan

    Ja Energie lässt sich beliebig umwandeln. Wir müssen jedoch 2 Fälle unterscheiden. Den Idealfall in dem die komplette Energie ohne Verluste umgewandelt wird. und den realen Fall, in diesem entstehen Wärmeverluste.
    Im ersten Fall dürfen wir beim Elektromotor sagen E_el.=E_kin. Jedoch wäre es im Realfall E_el=E_Kin + E_Wärme.

    Von Karsten Schedemann, vor fast 2 Jahren
  3. Default

    Nachtrag:
    Darf man die elektrische Energie mit der Kinetischen oder Potentiellen Energie gleichsetzen??

    Von Serkan 21, vor fast 2 Jahren
  4. Default

    Darf man also die Energie aus der Mechanik mit der elektrischen Energie gleichsetzen sprich:
    F*s=U*Q
    Habe mal gehört man darf jede art von Energie egal welcher Art gleichsetzen,stimmt das? Oder Leistung mit der

    Von Serkan 21, vor fast 2 Jahren
  5. Karsten

    @saramaggi

    das k vor Kwh heißt Kilo, genau wie bei Kilogramm. k bedeutet 1000. Also entspricht eine Kilowattstunde tausend Wattstunden. Verschiebe einfach das Komma um drei Stellen nach rechts.

    Von Karsten Schedemann, vor fast 2 Jahren
  1. Default

    Wie rechnet man von kwh zu wh um?

    (Kolowatt pro stunde zu watt pro stunde) denn im video wird es sofort eingesetzt aber es wird nicht erläutert wie man es macht.

    Von Saramaggi, vor fast 2 Jahren
  2. Default

    Super :D

    Von Siebler Twins, vor etwa 2 Jahren
  3. Maximilian

    @Thalaivaa Mass: Was genau meinst du mit deiner Frage? Im Video wird ja die el. Arbeit mit der el. Energie in Verbindung gebracht.

    Von Maximilian T., vor mehr als 2 Jahren
  4. Default

    wie siehts es mit der elektrische enrgie aus ??

    Von Thalaivaa Mass, vor mehr als 2 Jahren
  5. Maximilian

    @Aylin T.: Das Joule (Formelzeichen J) ist eine Einheit für die Energie. Diese setzt sich aus Basiseinheiten zusammen. Dabei gilt: J = kg*m^2/s^2.

    Die Energie kann jedoch in verschiedenen Einheiten angegeben werden. Hier im Video wird z.B. noch die Einheit "Wattsekunde" (Formelzeichen Ws) vorgestellt.

    Übrigens: Benannt wurde diese Einheit nach dem britischen Physiker James Prescott Joule.
    LG

    Von Maximilian T., vor fast 3 Jahren
  6. Default

    was ist joul?

    Von Aylin T., vor fast 3 Jahren
  7. Default

    Das ging mir alles viel zu schnell!

    Von Barbara 6, vor etwa 3 Jahren
  8. Nikolai

    @Korayece2: I (ein großes i kein kleines l) ist das Formelzeichen für die Stromstärke. Diese ist definiert als Ladung pro Zeit. Das Formelzeichen für die Ladung lautet Q und die Zeit wird mit t abgekürzt. Also I=Q/t. Wie die Stromstärke mit der elektrischen Arbeit und Leistung zusammenhängt erfährst du in diesem Video:). Lg

    Von Nikolai P., vor mehr als 3 Jahren
  9. Default

    Was ist I ?

    Von Koray E., vor mehr als 3 Jahren
  10. Default

    excellentes Video:D

    Von Georgi Thomas, vor mehr als 3 Jahren
  11. Default

    Sehr gutes Video. Tipp an alle, denen es zu schnell ist: Zum denken kann man ja auch mal die Stopptaste drücken

    Von Anthreep, vor fast 4 Jahren
  12. Handy2012 384

    Ich finde das Video ist sehr gut gelungen. Wofür gibt es ein Pausezeichen. Aber egal. Jeder findet es anders besser. Ich bin es durch die Schule gewöhnt, sehr schnell zu Abeiten und zu verstehen. Ich find es immer noch gut.

    Von Kim M., vor fast 4 Jahren
  13. Chechen love sexy  girls  love  summer  cats  gif  like  hearts  white dress  black hait  beautigul  chechen girl chechen boy  lier  photography large

    ja der meinung bin ich auch das es viel zu schnell ist.. und dann auch keine zeit nebenbei dafür da ist um richtig mitzudenken wärend das video läuft..

    Von Mary J., vor fast 4 Jahren
  14. Handy2012 384

    Ich habe es sehr gut verstanden. Wir schreiben am nächsten Mitwoch eine Klassenarbeit und da hilft mir dieses Video sehr viel. Danke

    Von Kim M., vor fast 4 Jahren
  15. Default

    Für mich ist das viel zu schnell, die Geschwindigkeit des Vortrages läßt keine Zeit zum Nachdenken.

    Von Goennheimer, vor fast 4 Jahren
  16. Default

    ich finde es viel zu schnell

    Von Hans P., vor etwa 6 Jahren
  17. Default

    435mA sind eigentlich ein großer Strom, da 50mA schon tödlich sein können (Personenschutzautomaten schalten bei 10mA bzw. 30mA ab). Zumal die Gefährlichkeit sich ja nicht nach dem Strom I in der Glühlampe richtet, sondern von der Spannung U abhängt, vom Körperwiderstand und von der Isolierung.

    Wikipedia schreibt dazu:
    Niederfrequenter Wechselstrom kann schon bei einer Stromstärke von 50 Milliampere zum Tode durch Kammerflimmern führen, da bei der in Deutschland und anderen europäischen Staaten üblichen Frequenz von 50 Hertz Wechselstrom 100 mal pro Sekunde auf die empfindliche Phase des Herzmuskels eingewirkt wird.

    Von Josef Raddy, vor mehr als 6 Jahren
  18. Default

    trotzdem sehr gut gemacht

    Von Cosimino, vor mehr als 6 Jahren
  19. Default

    aber trozdem super erklärt...

    Von Finnja, vor etwa 7 Jahren
  20. Default

    ich finds etwas zu schnell

    Von Derkleinemann, vor mehr als 7 Jahren
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