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Watt (Einheit)

26. Nov 2008, 21:57
Einheit
Norm SI-Einheitensystem
Einheitenname Watt
Einheitenzeichen W
Beschriebene Größe(n) Wirkleistung; Wärmestrom
Größensymbol(e) P;\, \dot{Q}
Dimensionsname Leistung
Dimensionssymbol P
In SI-Einheiten \mathrm{1\, W = 1\, \frac{kg\, m^2} {s^3}}\mathrm{{} = 1 \, \frac{J}{s}} = 1\, \mathrm{VA}
In CGS-Einheiten \mathrm{1\,W = 10^7\,\frac{erg}{s}}\mathrm{{} = 10^7\,\frac{cm^2\, g}{s^3}}
Benannt nach James Watt
Siehe auch: Voltampere, var

Das Watt ist die SI-Einheit für die Leistung. Das Watt wurde nach dem schottischen Erfinder James Watt benannt. Als Einheitenzeichen wird der Großbuchstabe „W“ verwendet. Die Leistung gibt die Änderung (vgl. Energieerhaltungssatz) der Energie bzw. Arbeit pro Zeitintervall an. Daher kann ein Watt als ein Joule pro Sekunde dargestellt werden.

Da die Umsetzung von Energie (und somit ihre Ableitung nach der Zeit, also die Leistung) einen universellen Vorgang von der Ebene der Quarks bis zur Explosion von Sternen (Supernova) darstellt, umfasst die Manifestation von Leistung viele Größenordnungen. Deshalb wird das Watt häufig mit SI-Präfixen kombiniert, z. B. als Kilowatt (kW) für 1000 Watt.

Inhaltsverzeichnis

[Bearbeiten] Beispiele

[Bearbeiten] Elektrotechnik

Elektrischer Leistungsmesser

Eine Glühlampe mit einer Leistung von 60 W wandelt bei konstanter Leistung in einer Stunde 60 Wh oder 0,06 kWh elektrischer Energie in Licht und Wärme um.

Berechnung der elektrischen Leistung zum Zeitpunkt t (Augenblicksleistung oder Momentanleistung):

P(t) = U(t) \cdot I(t)
P(t) – elektrische Leistung zum Zeitpunkt t (SI-Einheit Watt).
U(t) – elektrische Spannung zum Zeitpunkt t (SI-Einheit Volt).
I(t) – elektrische Stromstärke zum Zeitpunkt t (SI-Einheit Ampere).

Die elektrische Leistung entspricht nur dann dem Produkt der Effektivwerte von Strom und Spannung, wenn diese keine Phasenverschiebung aufweisen.

[Bearbeiten] Verbreitete Irrtümer

Die Kilowattstunde (kWh) ist keine Leistungseinheit und keine Stromstärkeeinheit, sondern eine Energieeinheit. Deren umgangssprachliche Verkürzung zu "Kilowatt" statt Kilowattstunde ist eine Quelle von Missverständnissen. Falsch ist auch die bei manchen beliebte Schreibweise kW/h anstatt kWh.

Beispiel anhand einer Glühlampe

Die Hersteller elektrischer Geräte sind zur Angabe der maximalen Leistungsaufnahme verpflichtet. Dies ist stets ein größerer Zahlenwert als die Leistungsabgabe und kommt damit im Allgemeinen dem Interesse der Werbung entgegen. Die abgegebene Leistung kann weit geringer sein, je nach Wirkungsgrad, d. h. den Energieverlusten bei der Wandlung der elektrischen Energie in andere Energiearten. Wärmeverluste, mechanische und andere Verluste reduzieren die tatsächliche abgegebene Leistung z. B. einer Bohrmaschine oder eines Staubsaugers. Beispiel: Eine Glühlampe mit 60 Watt Leistung nimmt 60 Watt auf, gibt jedoch nur ca. 3 Watt (5 %) in Form des erwünschten sichtbaren Lichtes ab und etwa 57 Watt in Form unerwünschter Wärme. Viel größer ist der Wirkungsgrad einer Glühlampe, wenn man sie als Wärmequelle betrachtet.

Die Watt-Angabe des Herstellers muss auch keineswegs die Dauerleistung des Gerätes sein, sondern kann auf eine angegebene „KB“, d. h. Kurzbetriebszeit beschränkt sein oder kann sich z. B. bei Backöfen auf das ungeregelte Schnellaufheizen beziehen, während die Dauerheizleistung weit geringer ist.

Es gibt keinen Effektivwert der Leistung, auch wenn das Produkt aus dem Effektivwert der Spannung und dem Effektivwert der Stromstärke unrichtigerweise RMS-Leistung genannt wird.

[Bearbeiten] Laserlichtleistung

Anders als bei thermischen Lichtquellen, bei denen die Leistungsangabe der elektrischen Leistung entspricht, gibt die Laserleistung tatsächlich die Leistung an, welche vom Laserstrahl in Form von Licht ausgestrahlt wird. Der elektrische Verbrauch (Anschlussleistung) einer Laserstrahlquelle ist entsprechend dem Wirkungsgrad des jeweiligen Lasergeräts deutlich höher, mithin um ein Zigfaches. Geringe Laserleistungen werden direkt mittels Photodioden gemessen, größere Laserleistungen dagegen kalorimetrisch.

[Bearbeiten] Mechanik

Berechnung der mechanischen Leistung:

P = \frac{F s}{t} = F \cdot v = \frac{\mathrm{d}W}{\mathrm{d}t}
F – Kraft (SI-Einheit Newton).
s – Weg, auf dem die Kraft wirkt (SI-Einheit Meter).
t – Zeit der Kraftwirkung (SI-Einheit Sekunden).
v – Geschwindigkeit (SI-Einheit m/s).
W – Arbeit (SI-Einheit Joule = Wattsekunde).

[Bearbeiten] Siehe auch

Von „http://de.wikipedia.org/wiki/Watt_(Einheit)“
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