Lernpfad: Die Leistung des Gleichstroms
Die elektrische Spannung
Die elektrische Spannung beschreibt die "Arbeitsfähigkeit" des elektrischen Feldes. Sie ist durch die Arbeit W festgelegt, die zum Verschieben der Ladung Q erfoderlich ist:
|
| U ... elektrische Spannung W ... Arbeit Q ... Ladung |
Akkumulator - ein Speicher für elektrische Energie
Beim Laden eines Akkumulators werden Ladungen unter Arbeitsaufwand verschoben. Diese "gespeicherte Ladungsarbeit" steht für Verbraucher als elektrische Energie zur Verfügung:
Die elektrische Leistung
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 |
Weiter: Elektrische Leistungen von Alltagsgeräten
Beispiel: Verlustleistung
Die Verlustleistung in den Zuleitungen von Spannungsquelle zum Verbraucher hängt vom Widerstand R der Leitungen und von der Spannung U ab:
Beispiel: Leistungsanpassung
Ein Verbraucher liegt an einer Spannungsquelle - bei welchem Wert des Außenwiderstands (also des Widerstands des Verbrauchers) ist die Leistung am Verbraucher maximal?
