Elektrische Spannung elektrischer Strom Widerstand Wiederstand Impedanz Leistung Energie Arbeit Formel Physik Physikunterricht Berechnung Zusammenhang Staerke Stromstaerke Ampere Amper Volt Ohm allgemeine Kenngroessen Formelsammlung Leistung Leistungsform (2024)

Englishversion

Elektrischer Strom, elektrische Leistung
und elektrische Spannung

Elektrizität und elektrische Ladung

Die häufigsten allgemeinen Formeln in der Elektrotechnik

● Formeln und Berechnungen●

Zusammenhang der physikalischen und elektrischen Größen (Kenngrößen)

Elektrische Spannung U, Stromstärke I, WiderstandR, Impedanz Z, Leistung P
Volt in V, Ampere in A, Widerstand und Impedanz in Ohm Ω und Watt in W

In der Physik sprechen wir von elektrischer Spannung und vom elektrischen Strom als Stromstärke.
Wie berechne ich die Stromspannung? Vermeide das komisch-falsche Wort Stromspannung,
das Reiseveranstalter und Rechtsanwälte gerne verwenden und ersetze es durch eines der folgenden
Worte: elektrische Spannung, Betriebsspannung oder Netzspannung. Selten sprechen Praktiker von
der Potentialdifferenz, wenn schlicht elektrische Spannung gemeint ist.
Auch wenn der Nachname des Namensgebers "Ampère" mit accent grave geschrieben wird, wird
die SI-Einheit im deutschen und englischen Sprachraum ohne Akzent, also "Ampere", geschrieben.

Für den Widerstand R wird oft die Nenn-Impedanz Z = 4, 8 und 16 Ohm angenommen (Lautsprecher)
Die Impedanz ist der Wechselstrom-Widerstand, der aus den Komponenten Kondensator, Spule und
ohmschem Widerstand gebildet wird und dessen Wert und Phasenlage sich mit der Frequenz ändert.
Das ohmsche Gesetz U = R · I oder das Ohm'sche Gesetz einschließlich der Leistung P = U · I; P = power.
I = international ampere, intensity oder lat. influare (hineinfließen), E = elektromotorische Kraft (EMK)
und R = resistance (widerstehen). U kommt von lat. urgere (drängen, treiben, drücken). U soll angeblich
auch "Unterschied" bedeuten, wegen der Potentialdifferenz als Unterschied oder auch als Spannungsabfall.
Wer das schnöde Wort Spannung nicht mag, der kann Spannung auch ganz vornehm (elektrische)
Potentialdifferenz nennen. Der Buchstabe I kann von "International Ampere", aber auch von lat. influare
(hineinfließen) kommen und R von resistance oder von resistare (widerstehen).
Formeln: URI und PUI.

Bitte zwei Werte eingeben - die anderen beiden Werte werden berechnet.

Grundlagen der elektrischen Gesetze Elektronik-Formelsammlung

Das Formelrad	▼	Wichtige Formeln
*der Elektrotechnik*		*für die Elektronik*
Elektrische Formeln in Kreis-Darstellung (Diagramm)

Das Formelrad der Elektrotechnik

Im Englischen ist U für Spannung nicht bekannt. Dort kennt man "voltage" = V oder E von "electro motive force"
Energie = Spannung · Ladung. E = U · Q. Für den Widerstand R ist auch die Impedanz Z zu nehmen.

Die 12 wichtigsten Formeln:
Spannung U = R · I = P / I = √(P · R) in Volt VStromstärke I = U / R = P / U = √(P / R) in Ampere A
Widerstand R = U / I = P / I² = U² / P in Ohm ΩLeistung P = U · I = R · I² = U²/ R in Watt W

Siehe auch: Das Formelrad der Akustik (Audio)

See Also

Unicode Converter - encoding / decoding

Die großen Leistungsformeln
oder zeitgemäßer ausgedrückt "Die Mega Power-Formeln"
− Elektrische und mechanische Power-Berechnung (Stärke)

Leistungsformel 1 – Elektrische Leistungsgleichung: Leistung P = U · I = R · I² = U² ⁄ R
hierbei ist Leistung P in Watt, Spannung U in Volt und Stromstärke I in Ampere.
Bei Wechselstrom muss zusätzlich der Leistungsfaktor cos φ, also der Leistungsfaktorwinkel φ
(Phasenwinkel) zwischen Spannung und Strom beachtet werden.
Elektrische Energie ist E = P · t − gemessen in Wattstunden oder auch in kWh. 1J = 1N·m = 1W·s

Leistungsformel 2 – Mechanische Leistungsgleichung: Leistung P = Δ E / Δ t hierbei ist
Δ W = verrichtete Arbeit entsprechend Δ E = aufgewendete Energie.
Leistung P in Watt.Leistung P = Arbeit / Zeit (W ⁄ t).
Energie E in Joule und Zeit t in Sekunden. 1 W = 1 Joule/Sekunde.
Leistung = Kraft mal Weg (Auslenkung) durch Zeit, also P = F · s / t oder anders ausgedrückt:
Leistung = Kraft mal Geschwindigkeit, also P = F · v.

Der gesuchte druckvolle Sound ist nicht in diesen Formeln zu finden. Pass auf deine Ohren auf!
Die Trommelfelle unserer Ohren und auch Mikrofone reagieren wirklich nur auf denSchalldruck
und werden dadurch wirkungsvoll bewegt. Das bewirkt eben nicht die Intensität, die Leistung oder
gar die Energie. Wer in der Tontechnik mit der gestaltenden Tonaufnahme befasst ist, der tut gut
daran, sich weniger um die Ursache als Intensität, Leistung und Energie zu kümmern, sondern der
achte eher auf die Wirkung von Schallwechseldruck p und Pegel (Schalldruckpegel) an den Ohren
und den Mikrofonen, sowie der diesem allen entsprechenden Audiospannung U ~ p; siehe:
Schalldruck und Schallleistung − Wirkung und Ursache
Kräftig brüllende Lautsprecher − die gerne Boxen genannt werden − sollen recht viel "Power",
also Leistung bringen; siehe hierzu besser den bedeutsamen Wirkungsgrad der Lautsprecher.
Dazu gehört die typische Frage:
Wieviel Dezibel sind eigentlich zweimal, dreimal oder viermal so laut?
Einen Effektivwert (RMS) der Leistung als Energiegröße gibt es in Wirklichkeit nicht.
Mit "RMS-Leistung" soll höchstens nicht ganz korrekt angedeutet werden, dass diese Leistung
aus dem Produkt von Effektivspannung und Effektivstromstärke errechnet wurde. Lies doch mal:
Warum es keine 'RMS Watt' oder 'Watt RMS' gibt - und auch niemals gab.
"RMS" Power ist ein ziemlich dümmlicher Begriff, der jedoch unter Audio-Leuten beliebt ist.
Leistung (Power) ist die Menge an Energie, die in einer bestimmten Zeiteinheit umgesetzt wird.
Wer mehr Power haben will, der muss auch ständig mehr bezahlen.

André-Marie Ampère war ein französischer Physiker und Mathematiker.
Die SI-Einheit der Messung des elektrischen Stroms in Ampere, wurde nach ihm benannt.
Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta war an italianischer Physiker.
Die SI-Einheit der Messung der elektrischen Spannung in Volt, wurde nach ihm benannt.
Georg Simon Ohm war ein deutscher Physiker und Mathematiker.
Die SI-Einheit der Messung des elektrischen Widerstands in Ohm, wurde nach ihm benannt.
James Watt war ein schottischer Erfinder und Maschinenbauer.
Die SI-Einheit der Messung der elektrischen Leistung in Watt, wurde nach ihm benannt.

In der analogen Tonstudiotechnik gibt es keine Leistungsanpassung.
In der Tontechnik (Audio) verwenden wir alleine Spannungsanpassung.

Leistung, ist wie alle Energiegrößen überwiegend eine berechnete Größe.

Das Wort "Leistungsverstärker" ist unzutreffend – besonders in der Tontechnik.
Spannung und Strom können verstärkt werden.
Der Begriff "Leistungs-Verstärker" ist eigenartig, aber man versteht darunter,
dass ein Verstärker eine Last antreiben soll - wie etwa einen Lautsprecher.
Wir nennen das Produkt aus Strom- und Spannungsverstärkung einfach
"Leistungsverstärkung".

Scheinleistung =
√ (Wirkleitung² +
Blindleistung²)

Courtesy of Brian Willis and Causeway Art Studio

Tipp: Das Dreieck der elektrischen Spannung U = R · I (Ohmsches Gesetz URI)

Bitte zwei Werte eingeben, der dritte Wert wird berechnet.

Tipp: Das Dreieck der elektrischen Leistung P = U · I (Leistungsgesetz PUI)

Bitte zwei Werte eingeben, der dritte Wert wird berechnet.

Ein "Magisches Dreieck" kann verwendet werden, um alle Formeln recht einfach zu berechnen.
Der Wert, der berechnet werden soll, wird abgedeckt. Mit den beiden übrigen Werten wird das Ergebnis beerechnet.

Berechnungen: Ohmsches Gesetz - Das magische Dreieck

WECHSELSTROM (AC) ~

U_l = Netzspannung (Volt), U_p = Phasen-Spannung (Volt), I_l = Netzstromstärke (Ampere), I_p = Phasen-Stromstärke (Ampere)
Z = Impedanz (Ohm), P = Leistung (Watt) φ = Leistungsfaktor (Winkel), VAR = Volt-Ampere (reaktiv)

Stromstärke (Einzel-Phase): I = P / U · cos φ	Stomstärke (3 Phasen): I = P / √3 U_l · cos φ oder I = P / 3 U · cos φ
Leistung (Einzel-Phase): P = U_p · I_p · cos φ	Leistung (3 Phasen): P = √3 U_l · I_l · cos φ oder P = √ 3 U_p · I_p · cos φ

Leistungsfaktor PF = cos φ = R/(R2 + X2)^1/2, φ = Leistungsfaktorwinkel. Bei Gleichstrom ist PF = 1.

Der Term cos φ wird Leistungsfaktor, Wirkfaktor oder Verschiebungsfaktor genannt. Das ist
der Quotient aus Wirk- und Scheinleistung (cos φ = P/S) oder der Cosinus der Phasenverschiebung.
Die Scheinleistung S berechnet sich nach Pythagoras aus der Wirkleistung P und der Blindleistung Q.S = √(P² + Q²)

Formeln für Leistung bei Gleichstrom (DC power)
Spannungsberechnung U in (V) aus Stromstärke I in (A) und Widerstand R in (Ω):
U_(V) = I_(A) × R_(Ω)
Die Leistungsberechnung P in (W) aus Spannung U in Volt (V) und Stromstärke I in (A):
P_(W) = U_(V) ×I_(A) = U²_(V) / R_(Ω) = I²_(A) × R_(Ω)

Formeln für Leistung bei Wechselstrom (AC power)
Die Spannung U in Volt (V) ist gleich der Stromstärke I in Ampere (A) mal der Impedanz Z in Ohm (Ω):
U_(V) = I_(A) × Z_(Ω) = (| I | × | Z |) und (θ_I + θ_Z)
Die Scheinleistung S in Volt-Ampere (VA) ist gleich der Spannung U in Volt (V) mal der Stromstärke I
in Ampere (A):
S_(VA) = U_(V) × I_(A) = (| U | × | I |) und (θ_V − θ_I)
Die WirkleistungP in Watt (W) ist gleich der Spannung U in Volt (V) mal der Stromstärke I in Ampere
(A) mal dem Leistungsfaktor (cos φ):
P_(W) = U_(V) × I_(A) × cos φ
Die Blindleistung Q in Volt-Ampere reaktiv (VAR) ist gleich der Spannung U in Volt (V) mal der
Stromstärke I in Ampere (A) mal dem Sinus des komlexen Leistungs-Phasenwinkels (φ):
Q_(VAR) = V_(V) × I_(A) × sin φ
Der Leistungsfaktor (power factor FP) ist gleich dem Absolutwert vom Kosinus des komplexen
Leistungs-Phasenwinkels (φ):
PF = | cos φ |

Elektrische Maßdefinitionen
Menge	Name	Definition
Frequenz f	Hertz (Hz)	1/s
Kraft F	Newton (N)	kg·m/s²
Druck p	Pascal (Pa) = N/m²	kg/m·s²
Energie E	Arbeit Joule (J) = N·m	kg·m²/s²
Leistung P	Watt (W) = J/s	kg·m²/s³
Elektrische Ladung Q	Coulomb (C) = A·s	A·s
Spannung U	Volt (V) = W/A	kg·m²/A·s³
Strom I	Ampere (A) = Q/s	A
Kapazität C	Farad (F) = C/V = A·s/V = s/Ω	A²·s⁴/kg·m²
Induktivität L	Henry (H) = Wb/A = V·s/A	kg·m²/A²·s²
Widerstand R	Ohm (Ω) = V/A	kg·m²A²·s³
Leitfähigkeit G	Siemens (S) = A/V	A²·s³/kg·m²
Magnetfluss Φ	Weber (Wb) = V·s	kg·m²/A·s²
Flussdichte B	Tesla (T) = Wb/m² = V·s/m²	kg/A·s²

Das Fließen von elektrischer Ladung Q wird als elektrischer Strom I bezeichnet. Die Ladungsmengenveränderung pro
Zeiteinheit ist die elektrische Stromstärke. Fließt ein Strom mit konstanter Stärke I während der Zeit t, so transportiert er
die Ladung Q = I · t. Für einen zeitlich konstanten Strom ist der Zusammenhang zwischen Ladung und Strom: I = Q / t
oder Q = I · t. Durch diese Beziehung der Basiseinheiten Ampere und Sekunde ist das Coulomb in Internationalen
Einheitensystem festgelegt. Die Einheit Coulomb lässt sich als 1 C = 1 A · s darstellen.
Ladung Q, (Einheit in Amperestunden Ah), Entladestrom I, (Einheit in Ampere A), Zeit t, (Einheit in Stunden h).

Die Akustische Äquivalenz zum Ohmschen Gesetz (Rechner)

In der Akustik gilt das akustische Äquivalent zum ohmschen Gesetz

Zusammenhang der akustischen Größen bei ebenen fortschreitenden Schallwellen

Umrechnungen von weiteren Einheiten, wie Leistung und Energie

[Zum Seitenanfang]

zurück

Suchmaschine

Startseite