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Elektronik-Fibel

Die Elektronik-Fibel, das Elektronik-Buch

Käufer der Elektronik-Fibel Kundenmeinung:
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Elektrische Arbeit W

Werden unter dem Druck der elektrischen Spannung U Ladungsträger mit der Elektrizitätsmenge Q bewegt, so wird dabei eine Arbeit verrichtet. Es handelt sich dabei um die elektrische Arbeit, die sich die Energieversorgungsunternehmen bezahlen lassen. Was wir unter Energie- oder Stromverbrauch verstehen ist also nichts anderes als elektrische Arbeit.

Formelzeichen

Das Formelzeichen der elektrische Arbeit ist das große W, das man nicht mit der Maßeinheit der elektrischen Leistung (Watt) verwechseln darf.

Maßeinheit

Maßeinheit der Elektrischen Arbeit W
Die elektrische Arbeit wird in Wattsekunden (Ws) oder häufig auch in Kilowattstunden (kWh) angegeben.

Formeln zur Berechnung

Formeln zur Berechnung der elektrischen Arbeit
Formeln zur Berechnung der elektrischen Arbeit
Die elektrische Arbeit W kann mit der Elektrizitätsmenge Q und der elektrischen Spannung U berechnet werden.

Formeln zur Berechnung der Elektrizitätsmenge
Formeln zur Berechnung der Elektrizitätsmenge
Die Elektrizitätsmenge Q besteht aus dem elektrischen Strom I und der Zeit in Sekunden, in der dieser Strom fließt. Die Elektrizitätsmenge Q wird in der Einheit Coulomb (C) oder Amperesekunde (As) angegeben.

Formeln zur Berechnung der elektrischen Arbeit
Formeln zur Berechnung der elektrischen Arbeit
Typischerweise ist die elektrische Arbeit W ein Produkt aus elektrischer Spannung U, elektrische Strom I und der Zeit t.

Formeln zur Berechnung der elektrischen Arbeit
Formeln zur Berechnung der elektrischen Arbeit
Zur Vereinfachung wird aus der Spannung U und dem Strom I die Leistung P berechnet. Die elektrische Arbeit wird dann in Ws oder Wh angegeben. Häufig findet man auch ein Vielfaches davon mit kWh (Kilowattstunde).

Formeln zur Berechnung der elektrischen Arbeit
Formeln zur Berechnung der elektrischen Arbeit
Weil die elektrische Leistung ein Produkt aus Spannung U und Strom I ist, lässt sich die elektrische Arbeit auch mit dem Ohmschen Gesetz kombinieren. Es ist also nicht zwangsläufig die Leistung P zur Berechnung der elektrischen Arbeit notwendig. Wichtig ist nur der zeitliche Bezug mit der Zeit t.

Zusammenhang zwischen elektrischer Arbeit und Strompreis

Der Stromlieferant bzw. Stromanbieter lässt sich nicht den Strom oder die Spannung bezahlen, sondern die elektrische Arbeit. Als Messgerät dient ein Stromzähler, der die Anzahl der Kilowattstunden (kWh), die dem Stromnetz entnommen werden misst und anzeigt.
Genauer gesagt zeigt der Stromzähler die von der Wirkleistung (Watt) über die Zeit (Stunden) verursachte elektrische Arbeit (Wattstunden). Da sehr schnell mehrere Tausend Wattstunden anfallen, wird die Maßeinheit Kilowattstunden (kWh) verwendet.
Die Stromkosten werden dann aus dem Preis pro Kilowattstunde (Tarif) und der gemessenen Anzahl verbrauchter Kilowattstunden berechnet.
Formeln zur Berechnung der Stromkosten
Formeln zur Berechnung der Stromkosten
Der Tarifpreis ist inklusive Abgaben und Steuern. Zusätzlich berechnen Stromanbieter Grundpreise, die in dieser Berechnung nicht berücksichtigt wurden.

Beispiel: Strompreis-Berechnung bzw. Kilowatt (kWh) berechnen

Gerne möchte man wissen was welches Gerät an Stromkosten verursacht. Wichtig ist zu wissen, was das elektrische Gerät nominell, also im Normalbetrieb, an Strom verbraucht. Hier hilft nur eine Messung mit einem Strommessgerät.
Dann braucht man noch den Tarifpreis pro Kilowattstunde (kWh) vom Stromlieferant.
Wir gehen von einer Wechselspannung von 230 V aus. Wer es genau braucht, der muss an der Steckdose messen.

Spannung U: 230 V _________ V
Strom I: 0,2 A _________ A
Zeit in Stunden: 3 h _________ h
Tarifpreis: 0,14 €/kWh _________ €/kWh

Lösung

Lösung einer Beispiel-Rechnung für den Strompreis bzw. der Kilowattstunde (kWh)

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