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.
Formelzeichen
Das Formelzeichen der elektrische Arbeit ist das große W.
Maßeinheit
Die elektrische Arbeit wird in Wattsekunden (Ws) oder häufig auch in Kilowattstunden (kWh) angegeben.
Formeln zur Berechnung
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.
Zur Vereinfachung wird aus der Spannung U und der Strom I die Leistung P berechnet. Die elektrische Arbeit wird dann in Ws oder kWh angegeben.
Kombiniert man die elektrische Arbeit mit dem Ohmschen Gesetz, dann kann man auch mit dem elektrischen Widerstand rechnen.
Zusammenhang zwischen elektrischer Arbeit und Strompreis
Der Stromlieferant 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.
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
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