Ladung und Energie

Die elektrische Ladung oder Elektrizitätsmenge ist eine physikalische Größe. Sie bestimmte die elektromagnetische Wechselwirkung.

Die Elektrische Ladung hat als Formelzeichen $Q$ oder $q$. Als Einheit hat sie Coulomb C. Ein Coulomb ist definiert als $1 \text{C} = 1\text{A} \cdot 1 \text{s}$

Während die Leistung definiert ist als Arbeit bzw. Energie pro Zeit, ist entsprechend dem Dreisatz umgekehrt die Energie die Leistung mal die Zeit.

$$W = P \cdot t$$

Ein Joule ist definiert als

$$1 \text{ Joule} \text{ (J)} = 1 \text{ Wattsekunde} \text{ (Ws)} = 1\text{ VAs} = 1 \text{ N m} = 1 \text{ kg} \cdot \text{m}^2 \cdot \text{s}^{-2}$$

Das Joule ist die SI-Einheit.

Üblicherweise werden als Einheiten entweder Joule (für kleine Energiemengen), oder die Wattstunden (bzw. Kilowattstunden) für große Energiemengen verwendet.

AA102: Welche Einheit wird üblicherweise für die elektrische Ladung verwendet?
AA103: Welche Einheit wird üblicherweise für die Energie verwendet?
AB502: Eine Stromversorgung nimmt bei einer Spannung von 230 V einen Strom von 0,63 A auf. Wieviel Energie wird bei einer Betriebsdauer von 7 Stunden umgesetzt?
AB503: Wie viel Energie wird vom Widerstand innerhalb einer Stunde in Wärme umgewandelt?
1) Kurzbeschreibung: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit einer Spannungsquelle links („10 V“) und einem Widerstand rechts („100 Ω“).

2) Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan enthält einen geschlossenen Schaltkreis mit einer Spannungsquelle links („10 V“) (unten eine kurze, dickere Linie, oben eine längere, schmale Linie) und einem Widerstand rechts („100 Ω“).

Wie viel Energie wird vom Widerstand innerhalb einer Stunde in Wärme umgewandelt (Widerstand $R=100 \Omega$, $U=10 \text{ V}$)

$$W = P \cdot t = \frac{U^2}{R} \cdot t = 1 \text{ W/h} \cdot 1 \text{ h}= 1 \text{ W}$$
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