Watt, Volt & Ampere - Einheiten einfach erklärt

Watt, Volt & Ampere kennen wir alle zumindest aus dem Physikunterricht als Einheiten im Zusammenhang mit elektrischer Energie. Doch was dahinter steckt, ist uns oft nicht mehr präsent. Was bedeuten die Einheiten und wie hängen sie zusammen? Der Beitrag liefert Antworten auf diese und andere Fragen.

Watt, Volt und Ampere - Definitionen und Formeln

Was bedeutet Watt?

Die Einheit Watt (W) steht für die elektrische Leistung (P) und gibt an, welche elektrische Arbeit in einer Sekunde verrichtet wird.  1Watt entspricht 1 Joule pro Sekunde, wobei Joule im internationalen Einheitssystem für Energie steht.

Oft ist im Zusammenhang mit der elektrischen Leistung in Watt von der elektrischen Arbeit in Kilowattstunden (kWh) die Rede. Hat ein Ventilator etwa eine Leistung von 1000 Watt, dann verrichtet er laut Stromzähler in einer Stunde Dauerbetrieb eine elektrische Arbeit von 1 kWh. Der Ventilator hat in einer Stunde also die Energie von 1 kWh Strom in Luftbewegung und Abwärme umgesetzt.

Je mehr Watt ein Gerät hat, desto mehr Energie verbraucht es pro Stunde und desto höher ist die Leistung. So lässt sich etwa in einem elektrischen Wasserkocher mit einer Leistung von 2000 Watt 1 Liter Wasser innerhalb von 3,5 Minuten zum Kochen bringen. Hätte der Wasserkocher eine Leistung von 1000 Watt, würde es doppelt so lange dauern.

Die Bezeichnung Watt hat ihren Namen von James Watt, einem schottischen Wissenschaftler, dessen wichtigste Erfindungen die Steigerung des Wirkungsgrads von Dampfmaschinen war. Die elektrische Leistung in Watt berechnet sich mit dieser Formel:

Watt = Volt x Ampere oder P = U × I

Wofür steht Volt?

Volt (V) steht für die Spannung (U) und bezeichnet den Druck, Elektronen durch Elektrogeräte treiben zu können.  Die Einheit Volt gibt u.a. darüber Auskunft, wie viel Leistung durch eine Stromleitung bereitgestellt werden kann. Bei uns herrschen in der Regel 230 Volt Netzspannung. In Japan beispielsweise sind es nur 110 Volt, in Kanada 120 Volt. 

Die Bezeichnung Volt wurde nach dem italienischen Physiker Alessandro Volta benannt, der unter anderem die Batterie erfunden hat. Die Spannung lässt sich aus Leistung (Watt) und Stromstärke (Ampere) berechnen. Die Formel lautet:

Volt = Watt / Ampere oder U = P / I

Was ist Ampere?

Die Einheit Ampere (A) steht für die elektrische Stromstärke (I) und gibt an, wie viele Elektronen während einer festgelegten Zeitspanne durch eine Stromleitung fließen können. Dabei gilt: Je dicker die Leitung, desto mehr Elektronen können fließen. Das bedeutet, dass die durchleitbare Stromstärke Ampere mit der Dicke des Kabels steigt. 

Die Bezeichnung Ampere ist auf Andre-Marie Ampere zurückzuführen, einem französischen Mathematiker und Physiker. Ampere erfand ein Strommessgerät und untersuchte den Zusammenhang zwischen Elektrizität und Magnetismus. Die Stromstärke lässt sich aus der Leistung und der Spannung ermitteln:

Ampere = Watt / Volt oder I = P / U

Wie hängen Watt, Volt und Ampere zusammen?

Um das Verhältnis von Watt, Volt und Ampere zu erklären, bemühen wir das Bild eines Flusses: 

Der Strom besteht aus vielen Elektronen, die wie Millionen Wassertropfen im Fluss in eine Richtung fließen und so den Elektronenfluss ergeben. Der Fluss kann langsam oder schnell fließen, je nachdem, wie groß der Druck ist, der die Elektronen zum Fließen bringt. 

Dieser Druck ist vergleichbar mit der elektrischen Spannung, also der Einheit Volt. Je höher der Druck ist, desto stärker fließt der Strom. Bei uns liegen üblicherweise 230 Volt an den Haushaltsleitungen an.

Wie viel Strom tatsächlich fließt, gibt die Stromstärke in Ampere an. Genauso wie ein Fluss mehr oder weniger Wasser führt, kann in den Leitungen mehr oder weniger Strom fließen. Werden an einer Leitung zu viele Verbraucher betrieben, kommt es entsprechend eines Hochwassers zu einer Überlastung dieser Leitung. 

Die elektrische Einheit Watt ist das Ergebnis der beiden Faktoren Volt (Spannung) und Ampere (Stärke) und gibt Auskunft über die nutzbare Leistung.

Und was ist Ohm?

Mit Ohm (Ω) ist der elektrische Widerstand (R) gemeint. Bestimmte Materialien können durch ihre schlechte Leitfähigkeit den Stromfluss beeinträchtigen. Beispielsweise ist Eisen kein guter Stromleiter, es sorgt für einen hohen elektrischen Widerstand. Kupfer ist ein sehr guter Leiter und findet deshalb auch in Stromkabeln Verwendung. 

Um den elektrischen Widerstand zu berechnen, findet das Ohm'sche Gesetz Anwendung. Das Gesetz besagt, dass sich die Stromstärke proportional zur elektrischen Spannung verhält, wobei der elektrische Widerstand konstant ist. Die Formel zur Berechnung von Ohm bzw. dem elektrischen Widerstand lautet:

Ohm = Volt / Ampere oder R = U / I

Wie viele Kilowattstunden für das E-Auto?

Wollen Sie ermitteln, wie viele Kilowattstunden das Auto innerhalb einer bestimmten Zeit über das Ladegerät in die Akkus aufnehmen kann, gehen Sie wie folgt vor: Sie multiplizieren die Ladeleistung mit der Anzahl der Stunden, die Ihr Auto am Ladegerät hängt.

Beispiel: Die Batterie in Ihrem Auto hat eine Kapazität von 44 kWh und die Ladesäule lädt mit 11 kW Leistung. Dann dauert es etwa 4 Stunden (= 44 / 11), bis die Akkus vollgeladen sind. 

Weitere Informationen zu Wallboxen, öffentlichen Ladestationen und den damit in Zusammenhang stehenden Kosten liefern Ihnen diese Beiträge:

• E-Auto laden Kosten - hiermit können Sie rechnen
• Ladestationen in Oberhausen | evo
• Wallbox-Ratgeber | Energieversorgung Oberhausen