Watt (Einheit)

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Einheit
Norm	SI-Einheitensystem
Name	Watt
Einheitenzeichen	$W$
Dimension	Leistung
Formelzeichen der Dimension	$P$
Beschriebene Größe(n)	Wirkleistung; Wärmestrom
Formelzeichen der beschriebenen Größe(n)	$P;\, \Phi_{th},\, \Phi,\, \dot{Q}$
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

Watt ist die SI-Einheit der Leistung in der Physik. Sie wurde benannt nach James Watt, dem schottischen Erfinder, der durch signifikante Verbesserungen an der Dampfmaschine weltberühmt wurde.

Die Leistung gibt die Änderung der Energie $W$ oder $E$ (Arbeit) im Zeitintervall $t$ an. Da Energie nicht vernichtet sondern immer nur umgewandelt wird, gibt die Leistung an, wie viel Energie umgewandelt wird.

Beispiel: 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.

Da die Leistung nicht immer konstant ist, ist diese als $d W / d t$ zu berechnen. Bei konstanter Leistung gilt $W / t$ .

Berechnung der elektrischen Leistung zum Zeitpunkt $t$ :

$P(t) = U(t) \cdot I(t)$

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. Dies ist üblicherweise nur bei rein ohmschen Widerständen der Fall.

Berechnung der mechanischen Leistung:

$P = \frac{F s}{t} = \int F \cdot \mathrm{d}v = \frac{\mathrm{d}W}{\mathrm{d}t}$

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] Beispiele

Wattmeter

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.

Vorsicht – Irrtümer:

Eine Kilowattstunde (kWh) ist keine Leistungseinheit, sondern eine Energieeinheit. Deren umgangssprachliche Verkürzung zu Kilowatt (kW) als Energieeinheit ist eine Quelle von Missverständnissen. Falsch ist auch der bei manchen beliebte Gebrauch von kWh/h als Energieeinheit oder kW/h als Abkürzung für Kilowattstunde.

Das Kilowatt wird vor allem als Maßeinheit für die Wirkleistung des elektrischen Stromes angewendet, der von elektrischen Geräten aufgenommen wird. Die Gerätehersteller sind zur Angabe der maximalen Leistungsaufnahme verpflichtet, was in der Werbung oft als positives Leistungsmerkmal dargestellt wird. Die Leistungsabgabe kann jedoch weit geringer sein, von Gerätetyp zu Gerätetyp unterschiedlich: Sie ist abhängig vom Wirkungsgrad oder umgekehrt von 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. 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.