Watt,Wattsekunde und Wattstunde was ist der Unterschied?
Die Originalfrage, weswegen ich hier bin ist:
"Im Haushalt werden unter anderem Elektrowärmegeräte verwendet. Wovon ist die erzeugte Wärmemenge abhängig und in welcher Einheit wird diese gemessen?"
Wärmemenge Q = P x t Einheit ist Ws oder J.
P = U x I oder wird auch oft eher in P = I² x R Ich verstehe hier aber schon überhaupt nicht warum überall wo ich auf P getroffen bin vorzugsweise I² x R angeben wird. Mir ist klar das beides das gleiche ist da U = R x I.
Jetzt mein Problem mit Watt:
"Die Einheit Watt (W) steht für die elektrische Leistung (P) und gibt an, welche elektrische Arbeit in einer Sekunde verrichtet wird."
Diese Erklärung für Watt macht alles irgendwie kaputt und ist der Grund warum mir das ganze unklar erscheint. Watt berücksichtig nach der Angabe schon die Zeit, also warum heisst es nicht immer Wattsekunde, Warum existiert Watt überhaupt? So wie ich es sehe ist es einfach komplett unnötig Watt zu haben. Warum Sagen wir nicht das P= U x I in der Einheit Wattsekunde ist?
Wattstunden sind auch W x 3600.
Am Ende sehe ich praktisch nur folgendes: 1W=1Ws=1J und mal Joule weggelassen, Watt und Wattsekunde sind doch zu 100% das exakt gleiche oder nicht? Ich fühle mich als habe Jemand einfach das genau gleiche in 2 Einheiten angegeben Menschen später in der Prüfung zu verwirren^^.
Vielleicht bin ich am Ende auch einfach nur bisschen blöd und verkompliziere alles.
Danke für alle Antworten im Voraus.
4 Antworten
Am Ende sehe ich praktisch nur folgendes: 1W=1Ws=1J
Ähm, guck dir das nochmal an. denkst du wirklich, dass du nicht wieder bei W herauskommst, wenn du W mit s multiplizierst? Das ginge nur, wenn s = 1 wäre, ohne Einheit. Also nein, W = Ws ist falsch.
Was stimmt, ist Ws = J.
Das ist deshalb der Fall, weil sich eine Energiemenge nicht nur aus dem Produkt von Leistung und Zeit ergibt, sondern z.B. auch von Kraft und Strecke. Also J = Ws = Nm. Und da das mit Ws = Nm dann doch etwas kontraintuitiv ist, gibt man absolute Energiemengen lieber als eigene Einheit an.
Watt berücksichtig nach der Angabe schon die Zeit, also warum heisst es nicht immer Wattsekunde, Warum existiert Watt überhaupt?
Weil im Gegensatz dazu die Wattsekunde, bzw. das Joule, eben nicht zeitabhängig ist.
Eine bestimmte Energie ist eine bestimmte Energie, der scheißegal ist ob du sie nun mit hoher Leistung über kurze Zeit oder mit geringer Leistung über lange Zeit erbracht hast. 1000 J sind 1000 J.
Während der Leistung egal ist, wie lange du sie erbringst und was am Ende für eine Energie dabei herauskommt. Die Leistung macht einfach konstant weiter und je länger du sie erbringst, desto größer ist am Ende die Energiemenge. Also: 10 W über 1 s erbracht, sind 10 J. Und 10 W über 300 s erbracht, sind eben 3000 J.
Wattstunden sind auch W x 3600
Vorsicht: Wattstunden sind Wh = W*h = W * 3600 s = 3600 Ws = 3600 J. Die gleiche Leistung über die 3600-fache Zeit erbracht ergibt die 3600fache absolute Energiemenge.
W * 3600 ist einfach nur 3600 W. Das ist ein 3600fach stärkerer Motor. Der weiterhin eine größere Energiemenge erbringt, wenn er über längere Zeit läuft.
So wie ich es sehe ist es einfach komplett unnötig Watt zu haben.
Ich hänge mich mal nochmal oben auf: J = Ws = Nm. Also ist Nm/s=W.
1 Nm erbringst du, wenn du auf der Erde ein Gewicht von grob 100 g genau 1 m hoch anhebst.
Die Energie-Angabe "1 Joule" bedeutet jetzt: Ich habe eine 100g-Tafel Schokolade 1 m angehoben.
Die Leistungs-Angabe "1 Watt" bedeutet: Ich hebe pro Sekunde eine 100 g Tafel Schokolade 1 m hoch an.
Merkst du den Unterschied? Das eine ist "fertig, das habe ich geschafft" und das andere ist "gib mir mehr Zeit, dann schaffe ich auch mehr".
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Am Ende ist es das gleiche wie Geschwindigkeit und zurückgelegte Strecke: Die Geschwindigkeit ist zeitabhängig: Wenn du 100 km/h über 2 h fährst, legst du eine andere Strecke zurück als wenn du diese 100 km/h ganze 10 h lang durchhältst. Am Ende kommt als Produkt aus Geschwindigkeit und Fahrzeit die zurückgelegte Strecke heraus.
Während einer Ausssage "Ich bin 100 km weit gefahren" erstmal völlig egal ist, wie schnell du eigentlich gefahren bist. Das kannst du als Radfahrer mit 20 km/h in einer Zeit von 5 h fahren. Oder du knallst mit 200 km/h über die Autobahn und hast die Strecke in einer halben Stunde geschaft.
Mit elektrischer Arbeit scheint aber wenn ich es jetzt richtig verstehe Joule gemeint.
Joule ist die Einheit der Arbeit. So, wie der Meter die Einheit für eine Strecke ist.
Also ist es Joule (W?) pro Zeit (t) > W/t
Vorsicht: Entweder du sprichst in Größen (Energie, Zeit, Leistung, Strecke, Geschwindigkeit) oder du sprichst von Einheiten (Joule, Sekunden, Watt, Meter, Meter pro Sekunde).
Aber ja, Leistung ist Arbeit pro Zeit. In Einheiten gesprochen: Watt ist Joule pro Sekunde.
Watt=(Watt x Sekunde) / Sekunde.
Ja, wenn man in der 6. Klasse mal die Bruchrechenregeln gelernt und seither nicht wieder vergessen hat, stimmt das.
Die Bruchrechenregeln ändern sich nicht, wenn du statt mit Zahlen mit Formelzeichen oder Einheiten rechnest ;) Also die Sekunden über und unter dem Bruchstrich kürzen sich raus.
Leistung ist Energie pro Zeit. Energie ist Leistung mal Zeit. Nur die Gleichung umstellen. Und nein, mal und geteilt-durch ist nicht dasselbe.
Energie ist damit auch Energie pro Zeit mal Zeit: Zeit kürzt sich weg.
Watt(X)Sekunde nennt man auch Joule und das ist eine Energieeinheit.
Was du glaube ich missverstehst, ist dass eine Angabe pro Zeit ist also "durch Sekunde" und die andere eine Produkt aus Zeit und Leistung.
Also: W = J/s und J = W*s,
Das Watt ist eine Leistungseinheit. Und als solche auch nicht auf elektrische Energie begrenzt, auch mechanische Leistung (Automotor kW) oder Lichtleistung werden in Watt angegeben.
Leider wird im technischen Alltag oft nur der Stromverbrauch als führend gesehen und da kann ich deine Verwirrung schon verstehen. Wenn also ein Lautsprecher einer Leistungsangabe von 100 W Max hat, dann ist das nicht die akustische Leistung (sonst wäre er richtig richtig laut) sondern oftmals die maximale Leistung einer Sinuswelle an Signalspannung, die man zerstörungsfrei auf den Treiber geben kann. Deswegen sagt es auch so gut wie nix aus, weder wieviel Strom die Anlage verbraucht, noch wie laut sie tatsächlich ist (weil das nochmal von Wirkungsgrad abhängt). Aber ich schweife ab.
Wenn eine Leistung über einen gewissen Zeitraum erbracht wird, dann ist das Integral über die Zeit eine Energie. Diese wird aber je nach Kontext auch unterschiedlich angegeben und oft ist sowas historisch gewachsen oder wird zur klareren Unterscheidung genutzt, aber am Ende kann man jede Energie in Joule umrechnen, egal ob die Einheit "kcal", "Ws", "Nm" oder "VAs" verwendet wurde. Da aber nicht alles was die Einheit der Energie hat auch eine Energie sein muss, siehe Newtonmeter, sondern z.B. auch ein Drehmoment angeben kann, werden eben einige Einheiten dediziert in gewissen Kontexten genutzt. Sachlich wäre es nicht falsch in einer Physik-LK ein Ergebnis für eine Energie statt in "kJ" in "kNm" anzugeben, aber wahrscheinlich würden es viele Lehrer mindesten monieren, weil es absolut ungebräuchlich ist.
Ich hoffe, das hat dich nicht mehr verwirrt als du eh schon warst...
Wovon ist die erzeugte Wärmemenge abhängig
von der Leistung des Gerätes nicht von einer Benennung der Maßeinheiten.
Ok ich denke ich habe verstanden wir die Definition zustande kommt und wo der Denkfehler bei mir war.
Die Definition ist: "Die Einheit Watt (W) steht für die elektrische Leistung (P) und gibt an, welche elektrische Arbeit in einer Sekunde verrichtet wird".
Mit elektrischer Arbeit scheint aber wenn ich es jetzt richtig verstehe Joule gemeint.
Und zwar "elektrische Arbeit in einer Sekunde verrichtet wird"
Also ist es Joule (W?) pro Zeit (t) > W/t
P=W/t
und jetzt scheint es klarer zu sein für mich.
Watt=Joule/Sekunden
Joule wird nur nicht nur als Joule angegeben sondern in der Elektrotechnik eher als Wattsekunde.
Also Watt=(Watt x Sekunde) / Sekunde.
Ich denke so passt jetzt der Gedankengang? Ich denke wenn Joule mir nicht so "fremd" gewesen wären wäre es direkt klar gewesen.