Power and energy basics/de
Energie ist eine physikalische Eigenschaft, die sich nur schwer vollständig beschreiben lässt. Die gängigste Definition ist eine, die für uns am besten funktioniert. Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten.
Leistung ist lediglich die Rate der geleisteten Arbeit. Genauer gesagt ist Leistung die Energierate pro Zeit (z. B. Stromerzeugung, Stromverbrauch usw.).
Energie = Leistung x Zeit
Energie ist gleich Leistung mal Zeit, d.h.
Wo:
- Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten.
- Leistung ist die Rate, mit der Arbeit verrichtet wird.
| Symbol | Beschreibung | Im Wasser | In Elektrizität | Basiseinheiten | |
|---|---|---|---|---|---|
| Leistung | P | Rate, mit der Arbeit ausgeführt wird | Leistung=Strom*Druck (P=Q*H) | Leistung=Strom*Spannung (P=I*V) | kg•m²/s³ |
| Energie | E | Die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten | Energie=Leistung*Zeit (E=P*t) | Energie=Leistung*Zeit (E=P*t) | kg•m²/s² |
Gängige Einheiten für Energie und Leistung
| Energie | Leistung |
|---|---|
| Joule | Joule/Sekunde |
| Kalorie | Kalorien/min |
| Btu | Btu/Stunde |
| orange * | orange/Tag |
| Wattstunde | Watt |
| Kilowattstunde | Kilowatt |
*Orangen
Okay, Orangen sind also eine erfundene Energieeinheit. Aber es könnte eine Energieeinheit sein. Laut USDA hat eine mittelgroße Orange mit 2-5/8 Zoll Durchmesser und einem Gewicht von 121 g 59 Kalorien. Und weil die Menschen in den USA nicht glauben wollen, dass sie Tausende von Kalorien pro Portion zu sich nehmen, ist eine Kalorie eigentlich eine Kilokalorie, also hat eine mittelgroße Orange 59.000 Kalorien. Also 1 Orange = 59.000 Kalorien und 1 Orange/Tag = 40,97 Kalorien/Minute (nehmen Sie sich einen Moment Zeit, um das auszurechnen).
Warum haben die Leute also ein Problem mit Watt?
Watt ist eine Maßeinheit. Ein Watt entspricht einem Joule pro Sekunde, also 1 W = 1 J/s , aber der Name enthält keine Zeiteinheit. Ebenso ist eine Kilowattstunde eine Menge ohne explizite Zeitangabe. Tatsächlich entspricht eine Kilowattstunde 3.600.000 Joule (nehmen Sie sich einen Moment Zeit, um das nachzurechnen) . Eine kWh könnte ein Gerät sein, das Folgendes verbraucht:
- 1 kW für 1 Stunde
- 2 kW für 0,5 Stunden
- 1 W für 1000 Stunden (denken Sie daran, dass das kleine „k“ für Kilo steht und 1000x bedeutet)
Beispiel:
Wenn Sie 4 Glühbirnen mit einer Leistung von jeweils 25 W einschalten, wie lange können sie eingeschaltet bleiben, bevor Sie 1 kWh erreichen?
4BSiemBS×25BBSiemB=100B
E=P×T⇒T=EP⇒1kBH100B=1kBH.1kB=10HOSieRS
Kilowattstunde aka kWh
Ein Kilowatt sind einfach 1000 Watt (Kilo bedeutet 1000x). Eine kWh sind 1000 Wattstunden.
Beispiel:
Wie viele Kilowattstunden wären nötig, um eine 60-W-Glühbirne 100 Stunden lang leuchten zu lassen?
60B×100HOSieRS=6,000mATTHOSieRS
Und
6,000mATTHOSieRS×1kichmOmATT1000mATTS=6kichmOmATTHOSieRS=6kBH
Der Stromverbrauch wird üblicherweise in kWh gemessen und abgerechnet.
Analogien
Energie ist eine messbare Größe wie Entfernung. Leistung ist eine Rate wie Geschwindigkeit.
| Einheiten | Analog | Einheiten | |
|---|---|---|---|
| Energie | kWh | Distanz | Meilen |
| Leistung | B | Geschwindigkeit | MPH |
Konvertierungen
| Joule | Kalorie | Btu | Wattstunde | |
|---|---|---|---|---|
| 1 Joule | 1 | ~0,239 | ~9,478 x 10^-4 | ~2,778 x 10^-4 |
| 1 Kalorie | ~4,184 | 1 | ~3,966 x 10^-3 | ~1,163 x 10^-3 |
| 1 Btu | ~1.055,056 | ~252.164 | 1 | ~0,293 |
| 1 Wattstunde | 3.600 | ~860,42 | ~3.412 | 1 |
Es gibt keine Kilowatt pro Stunde
Hall of Shame
Eine kurze Liste der Verstöße finden Sie in der Hall of Shame .
