Die wichtigsten Stromeinheiten einfach erklärt!

Herkunft

Der Begriff „Volt“ kommt vom italienischen Physiker Alessandro Volta (1745-1827). Er gilt als Erfinder der ersten Batterie der Welt: der Volta’schen Säule bzw. Volta-Batterie.

Bedeutung

Volt (V) ist die Stromeinheit der elektrischen Spannung. Die elektrische Spannung Volt hat das Formelzeichen „U“.

Erklärung

Für die Übertragung von Strom wird die Stromspannung in Umspannwerken je nach Bedarf erhöht oder verringert. Bekannte Voltangaben sind vor allem die 230-Volt-Steckdosen im Haushalt sowie die 400 Volt für Starkstrom (Wechselstrom). Je höher die Voltangabe, desto höher ist auch die elektrische Spannung und das Risiko bei einem Stromschlag.

Formel

Volt (U) = Watt (P) / Ampere (I)

Herkunft

Ampere ist eine Einheit, die auf den französischen Mathematiker und Physiker André-Marie Ampère (1775-1836) zurückgeht. Seine Erkenntnisse waren essenziell für die Elektrodynamik. Außerdem schuf unter anderem er die Grundlagen für die heutigen Elektromotoren und Generatoren.

Bedeutung

Mit Ampere (A) wird die Stromstärke ausgedrückt. Die Stromstärke Ampere wird bei mathematischen Formeln mit dem Buchstaben „I“ dargestellt.

Erklärung

Die Stromstärke bestimmt, wie viel elektrische Ladung pro Sekunde durch einen elektrischen Leiter fließt. Eine höhere Amperezahl bedeutet, dass auch mehr Strom fließt.

Im Alltag ist die Ampereangabe wichtig für den Betrieb von Lade- und Elektrogeräten sowie für Sicherungen. Bei einer zu hohen Stromstärke schaltet sich die Sicherung im Sicherungskasten automatisch ab, damit keine Schäden für die Leitungen entstehen. Meist passiert dies bei Stromstärken über 16 Ampere.

Formel

Ampere (I) = Watt (P) / Volt (U)

Herkunft

Die Stromeinheit Watt geht auf den Erfinder James Watt (1736-1819) aus Schottland zurück. Er entwickelte das Watt’sche Parallelogramm und verbesserte den Wirkungsgrad von Dampfmaschinen.

Bedeutung

Watt (W) ist die Einheit der elektrischen Leistung. Sie wird mit dem Formelzeichen „P“ ausgedrückt.

Erklärung

Watt beschreibt, wie viel elektrische Energie in einem gewissen Zeitraum umgesetzt wird. Bei höherer Wattzahl wird also pro Sekunde mehr Strom verbraucht. Die durch Watt ausgedrückte „Leistung“ kann in Form von Licht, Bewegung oder Wärme auftreten.

Watt ist das Produkt von Volt und Ampere, sodass ein Gerät mit 230 Volt Spannung und 20 Ampere Stromstärke eine Watt-Leistung von 4.600 (230 x 20) erzielt.

Formel

Watt (P) = Volt (U) x Ampere (I)

Bedeutung

Die Kilowattstunde (kWh) bezeichnet den Energieverbrauch über den Zeitraum von genau einer Stunde in Kilowatt.

Erklärung

Die Kilowattstunde gibt eine detaillierte Auskunft über den Stromverbrauch. Aufgrund der Aussagekräftigkeit dieser Stromeinheit wird die Angabe Kilowattstunde beispielsweise bei der Strom- und Gasabrechnung genutzt. So können Verbrauchswerte leichter miteinander verglichen werden.

Läuft ein Gerät beispielsweise mit 1.000 Watt (1 kW) für genau eine Stunde, wurde demnach eine Kilowattstunde verbraucht. Verbraucht eine Glühbirne 40 Watt und läuft für 4 Stunden, so ist der Verbrauch in Kilowattstunden 0,16 kWh.

Formel

Kilowattstunde (kWh) = Watt (P) x Zeit (t) / 1.000

Herkunft

Die Stromeinheit Ohm kommt vom deutschen Physiker Georg Simon Ohm (1789-1854). Nach ihm ist das Ohm’sche Gesetz benannt, welches den Zusammenhang von Stromspannung, Stromstärke und elektrischem Widerstand beschreibt.

Bedeutung

Mit Ohm (Ω) wird der elektrische Widerstand ausgedrückt, welcher in physikalischen oder mathematischen Formeln mit dem Buchstaben (R) abgekürzt wird.

Erklärung

Der elektrische Widerstand eines Leiters hängt mit seiner Beschaffenheit zusammen. Ein Leiter mit einem niedrigeren Widerstand (1 Ohm) hat eine bessere Leitfähigkeit, sodass der Strom leichter durch ihn fließen kann. Ein Beispiel dafür wären Kupferkabel, die Strom ohne große Verluste und ohne große Wärmeentwicklung übertragen können.

Hat ein Leiter einen hohen elektrischen Widerstand (50 Ohm), so hat er eine schlechtere Leitfähigkeit und „bremst“ den Strom beim Durchfluss. Dabei entsteht viel Wärme im Stromkreis, was zum Beispiel beim Heizdraht im Wasserkocher genutzt wird.

Diese Wärme wird auch als „Joule’sche Wärme“ bezeichnet. Sie lässt sich mithilfe des elektrischen Widerstands, dem Quadrat der Stromstärke und einer Zeitangabe berechnen.

Formeln

Ohm (R) = Volt (U) / Ampere (I)

Joule’sche Wärme (W) = Ampere (I)² x Ohm (R) x Zeit (t)

Volt – Anliegender Wasserdruck

Die Angabe Volt wäre in diesem Beispiel dann der Druck, mit dem das Wasser aus dem Wasserhahn in den Gartenschlauch fließt. Selbst wenn das Ventil am Ende des Gartenschlauchs geschlossen ist und kein Wasser aus ihm austritt, ist im Schlauch ein gewisser Druck vorhanden.

Ampere – Durchlaufende Wassermenge

Ampere wäre bei unserem Gartenschlauch-Beispiel die Menge an Wasser, die durch den Schlauch fließt. Ist der Schlauch sehr dünn, so kann nur wenig Wasser durch ihn durchfließen. Ist der Schlauch hingegen sehr dick, so kann mehr Wasser fließen – ähnlich wie der Strom im Stromkabel.

Watt – Wasserdruck x Wassermenge

Das Ergebnis von Wasserdruck und Wassermenge gibt die Leistung an, also wie viel Wasser am Ende tatsächlich aus dem Schlauch kommt. Denn durch Länge, Beschaffenheit sowie potenzielle Löcher im Gartenschlauch kann es zu Verlusten auf dem Weg vom Hahn zum Ventil geben. Deswegen ist die durchlaufende Wassermenge nicht gleich der Wasserleistung.

Ohm – Engstellen & Beschaffenheit

Falls es im Gartenschlauch Knicke oder Engstellen gibt, so kann die Wassermenge beim Durchfließen verlangsamt oder sogar verringert werden. Ebenso wenn das Material des Schlauches nicht optimal für den Wassertransport ausgelegt.