Um die Arbeit zu berechnen, die der elektrische Strom verrichtet, gehen wir von der Definition der Spannung U = W / Q aus. Dabei berücksichtigen wir die Ladungsmenge Δ Q, die während der Zeitdauer Δ t (mit dem elektrischen Strom) fließt:
| W = U · Δ Q W = U · I · Δ t |
W ... Stromarbeit U ... elektrische Spannung I ... elektrische Stromstärke, I = Δ Q / Δ t, Δ Q = I · Δ t Δ t ... Dauer des Stromflusses |
Die Leistung ist die pro Zeiteinheit verrichtete Arbeit:
| P = W / Δ t P = U · I |
P ... elektrische Leistung U ... elektrische Spannung I ... elektrische Stromstärke |
Wähle verschiedene Geräte für Gleichstrom aus der Tabelle und berechne bei gegebener Stromstärke die Leistung, und bei gegebener Leistung die Stromstärke!
| Glühlampe | Spannung (V) | Stromstärke (A) | Leistung (W) |
|---|---|---|---|
| 4V/40mA | 4 | 0,04 | |
| 3,5V/200mA | 3,5 | 0,2 | |
| 6V/1W | 6 | 1 | |
| 6V/3W | 6 | 3 | |
| 6V/21W | 6 | 21 | |
| 12V/3W | 12 | 3 | |
| 12V/5W | 12 | 5 | |
| 12V/21W | 12 | 21 |
Ein Verbraucher mit einer bestimmten (gleich bleibenden) elektrischen Leistung P ist eine bestimmte Zeitdauer Δ t in Betrieb. Berechne die umgesetzte Energiemenge Δ E (Hinweis zur Eingabe von Zehnerpotenzen)!
Aus W = P · t erhalten wir Δ E = P · Δ t: