Leistung (Physik)

Die Leistung (Formelzeichen: P) wird in der Physik durch den Quotienten aus verrichteter Arbeit (= Energie) und der dazu benötigten Zeit definiert. Die SI-Einheit der Leistung ist Watt (abgekürzt: W).

$P(t)={\frac {\mathrm {d} W(t)}{\mathrm {d} t}}$

Dabei ist P die Leistung, W die Arbeit und t die Zeit.

Bei konstanter Arbeit ist somit

$P={\frac {W}{t}}$

Mechanische Leistung

Die mechanische Leistung ergibt sich aus der mechanischen Arbeit. Für eine zeitlich konstante Kraft, deren Richtung mit der Strecke s übereinstimmt ergibt sich für die Translation:

$P={\frac {F\cdot s}{t}}={F\cdot v}$

Für die Rotation:

$P={\frac {M\cdot \phi }{t}}$

Elektrische Leistung

Die elektrische Leistung ist das Produkt von elektrischer Spannung und Stromstärke.

$P=U\cdot I$

Dieses Produkt lässt sich nur für einen zeitlich konstanten Gleichstrom und zeitlich konstannter Spannung leicht errechnen. Für periodische Größen lassen sich folgende Leistungen bestimmen:

• Augenblickswert der Leistung
• Scheinleistung
• Wirkleistung
• Blindleistung

Beispiele

• Motorleistung eines Autos in Kilowatt (alte Einheit PS, Pferdestärken)
• Leistung eines elektrischen Kraftwerkes in Kilowatt oder Megawatt
• Leistungsaufnahme eines elektrischen Gerätes in Watt z. B. Haartrockner 1000 Watt

Physikalische Zusammenhänge:

• Die elektrische Leistung P in Watt ist:

$P={U\cdot I}={\frac {U^{2}}{R}}={I^{2}\cdot R}$

Spannung U in Volt
Stromstärke I in Ampere
Widerstand R in Ohm

• Elektrische Leistung P in Watt = Spannung U · Stromstärke I

• Elektrische Arbeit W = Spannung U · Stromstärke I · Zeit t

Es gibt keine Zahlenwertangaben der Leistung als Effektivwert (RMS), selbst wenn das oft falsch gemacht wird. Die Leistung wird auch als Pegelwert in dB angegeben (siehe Leistungspegel).

Weblinks

• Berechnung der elektrischen Leistung aus Spannung, Stromstärke und Widerstand - Das Formelrad
• Umrechnung von verschiedenen Leistungs-Einheiten
• Umrechnung vieler Leistungseinheiten