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Elektrische Arbeit

Die Elektrische Arbeit bezeichnet das Produkt aus Leistung P (gemessen in Watt) und Betriebsdauer t (gemessen in Sekunden) eines elektrischen Verbrauchers. Sie wird in Wattsekunden (Ws) oder auch Joule (J, 1Ws = 1J) gemessen, gängige Alltagseinheit ist die Kilowattstunde, ein Vielfaches der Wattsekunde mit dem Faktor 3,6 Millionen.

Arbeit, elektrische

Elektrische Arbeit ist als Produkt aus Leistung P und Zeitspanne t definiert. P ergibt sich bei elektrischer Arbeit aus dem Produkt von Spannung (U) und Strom (I) sowie je nach Anwendungsfall weiterer Faktoren. Bei induktiven und kapazitiven Lasten geht beispielsweise noch der Leistungs­faktor (siehe dort) mit ein, der die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung beschreibt. Auch hier ist die Einheit der Arbeit das Joule, wobei 1 Joule gleich 1 Wattsekunde ist. Da diese Energiemenge sehr gering ist, hat sich für elektrische Zähler als Abrechnungseinheit die Kilowattstunde eingebürgert, die 3 600 000 Wattsekunden entspricht.

Arbeit, Definition

Als Arbeit im physikalischen Sinne, mit dem Formelzeichen W versehen, wird bei Bewegungsvorgängen das Produkt aus der Kraft F und der Wegstrecke s bezeichnet. Ihre Maßeinheit ist die SI-Einheit Joule (J). Zur Verdeutlichung und Abgrenzung wird oft auch von mechanischer Arbeit gesprochen. Durch den engen Bezug zu den SI-Einheiten Newton (Kraft) und Watt (Leistung) ergibt sich, dass Arbeit oft in Newtonmeter oder Wattsekunden ausgedrückt wird, da Arbeit und Leistung äquivalent sind. Die Arbeit von 1 Joule wird verrichtet, wenn eine Kraft von 1 Newton auf der Strecke von 1 Meter wirkt. Wird beispielsweise ein Gewicht von einem Kilogramm gegen die Erdanziehungskraft um einen Meter in die Höhe gehoben, so wird hierbei eine Arbeit von 9,81N auf einen Meter erbracht, somit ist die Arbeit W gleich 9,81 Newtonmeter bzw. Joule. Dabei wird die Hubarbeit im Gewicht als potenzielle Energie (siehe Energie) gespeichert und kann durch Herablassen des Gewichtes wieder in andere Energieformen, zum Beispiel kinetische Energie, umgewandelt werden.