Elektrische Leistung

Elektrische Leistung ist die Rate, mit der elektrische Energie von einer Form in eine andere umgewandelt wird, etwa in Bewegung, Hitze oder ein elektromagnetisches Feld. Das allgemein bekannte Symbol für Leistung ist der Großbuchstabe P (vom englischen Power abgeleitet). Die Standardeinheit ist Watt, die durch ein W symbolisiert wird. In Haushaltsgeräten sehen Sie oft das Kilowatt (kW) als Angabe. 1 kW entspricht 1000 W.

Ein Watt ist die Leistung, die sich aus einem Energieverlust-, Umwandlungs- oder Speicherprozess ergibt, der einem Joule pro Sekunde entspricht. In Watt ausgedrückt, wird die Leistung manchmal auch als Wattleistung bezeichnet. Die Leistung in einem Gleichstromkreis (DC) ist gleich dem Produkt aus der Spannung in Volt und dem Strom in Ampere. Diese Regel gilt auch für niederfrequente Wechselstromkreise, in denen Energie weder gespeichert noch abgegeben wird. Bei hohen Wechselstromfrequenzen, in denen Energie gespeichert und abgegeben (sowie abgebaut oder umgewandelt) wird, ist der Ausdruck für Leistung komplexer.

In einem Gleichstromkreis produziert eine Quelle mit U Volt, die I Ampere liefert die Watt in P anhand der nachfolgenden Formel:

P = U*I

Bewegt sich ein Strom von I Ampere durch einen Widerstand von R Ohm, wird die Leistung in Watt von der entsprechenden Komponente umgewandelt. Die Formel dafür sieht so aus:

P = I²*R

Gibt es eine Potentialdifferenz von U Volt an einer Komponente, die R Ohm hat, wird die Leistung in Watt von der entsprechenden Komponente umgewandelt. Die Formel lautet:

P = U²/R

In einem Schaltkreis mit einer Gleichspannung ist die Leistung eine skalare (eindimensionale) Menge. Bei einer normalen Wechselspannung benötigt man für die Darstellung der Leistung zwei Dimensionen, weil Wechselspannung eine Vektorgröße ist. Angenommen, es gibt in einem Schaltkreis mit Wechselspannung keinen Blindwiderstand (was bei einer Gleichspannung der Fall ist, aber normalerweise nicht bei Wechselspannung), lässt sich die Leistung mit den Formeln für die Gleichspannung berechnen, indem Sie Effektivwerte für die Wechselspannung und die Voltzahl verwenden. Existiert ein Blindwiderstand, wird eine gewisse Leistung vom System abwechselnd gespeichert und abgegeben. Das nennt sich auch Scheinleistung oder Blindleistung. Der Widerstand wandelt die Leistung als Hitze oder in eine andere greifbare Form um. Das nennt sich Wirkleistung. Die Vektor-Kombination von Blindwiderstand und Widerstand ist als Scheinwiderstand bekannt.

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