Watt (Einheit): Unterschied zwischen den Versionen
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Das Watt ist eine [[Internationales Einheitensystem#SI-Einheiten|abgeleitete Einheit]]. Sie lässt sich aus den [[ | Das Watt ist eine [[Internationales Einheitensystem#SI-Einheiten|abgeleitete Einheit]]. Sie lässt sich aus den [[Internationales Einheitensystem#SI-Basiseinheiten|Basiseinheiten]] [[Kilogramm]] (kg), [[Meter]] (m) und [[Sekunde]] (s) ableiten: | ||
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Wie bei jeder SI-Einheit können dezimale Vielfache mittels der [[Vorsätze für Maßeinheiten#SI-Präfixe|SI-Präfix]]e („Milli“, „Kilo“, „Mega“ usw.) angegeben werden. | |||
== Veranschaulichungen == | == Veranschaulichungen == | ||
Ein Watt ist gleich der Leistung, um | Ein Watt ist gleich der Leistung, um | ||
* pro Sekunde eine [[Arbeit (Physik)|mechanische Arbeit]] von einem [[Joule]] zu verrichten (<math>\mathrm{1\, W = 1 \, \tfrac Js}</math>), also beispielsweise innerhalb einer Sekunde | * pro Sekunde eine [[Arbeit (Physik)|mechanische Arbeit]] von einem [[Joule]] zu verrichten (<math>\mathrm{1\, W = 1 \, \tfrac Js}</math>), also beispielsweise unter Aufwendung der Kraft von einem [[Newton (Einheit)|Newton]] innerhalb von einer Sekunde die [[Strecke (Geometrie)|Strecke]] von einem Meter zurückzulegen, | ||
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* über einem [[Elektrischer Widerstand#Ohmscher Widerstand|rein Ohmschen Widerstand]] von einem [[Ohm]] eine [[elektrische Spannung]] von einem [[Volt]] aufrechtzuerhalten (wodurch ein Strom von einem [[Ampere]] fließt; <math>\mathrm{1\, W = 1\, \mathrm{V\cdot A}}</math>). | |||
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== Geschichte == | |||
Die Einheit ist nach James Watt benannt, der für seine Verbesserung des [[Wirkungsgrad]]es von [[Dampfmaschine]]n bekannt ist. Sie wurde 1882<ref name="seau">{{Internetquelle|url=http://seaus.free.fr/spip.php?article964|titel=History of the electrical units|autor=Gérard Borvon|hrsg=S-eau-S|datum=10. September 2012|zugriff=4. April 2014}}</ref> von der [[British Association for the Advancement of Science|British Science Association]] vorgeschlagen und auf ihrem zweiten Kongress im Jahr 1889<ref>{{Internetquelle|url=http://www.aticourses.com/international_system_units.htm|titel=The International System of Units|autor=Robert A. Nelson|hrsg=Applied Technology Institute|zugriff=4. April 2014}}</ref> als Einheit für Leistung anerkannt. Gegenüber der vorher üblichen Einheit „Ampere·Volt“ hatte die neue Einheit einen deutlicheren Bezug zur Mechanik, sodass sie bei [[Elektromotor]]en auch als Ersatz für die Einheit [[Pferdestärke|PS (Pferdestärke)]] akzeptiert wurde.<ref name="seau" /> | |||
Im Jahr 1933 wurde beschlossen, die separat definierten „internationalen“ elektrischen Einheiten künftig durch die „absoluten“ Einheiten, die sich direkt von Meter, Kilogramm und Sekunde ableiten, zu ersetzen.<ref name="CGPM-9-6" /> Die genaue Definition erfolgte 1946 durch das [[Internationales Büro für Maß und Gewicht#Internationales Komitee|Internationale Komitee für Maß und Gewicht]] (CIPM).<ref name="BIPM-1946-2" /> Damit war das „elektrische“ Watt (V·A) identisch mit dem neu geschaffenen „mechanischen“ Watt (kg·m²/s³). Dieser Beschluss wurde 1948 durch die neunte [[Generalkonferenz für Maß und Gewicht]] bestätigt,<ref name="CGPM-9-7" /> und 1960 wurde das Watt in das neu geschaffene Internationale Einheitensystem aufgenommen. | |||
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In der Elektrotechnik wird das ''Watt'' ausschließlich für die Angabe der [[Wirkleistung]] verwendet, des Weiteren werden – vor allem in der Energieversorgungstechnik – noch folgende Einheiten verwendet: | |||
== | * [[Voltampere]], Einheit der elektrischen [[Scheinleistung]] | ||
< | * [[Var (Einheit)|Var]], Einheit der elektrischen [[Blindleistung]]. | ||
Im Bereich der [[Hochfrequenztechnik|Hochfrequenz-]] und [[Mikrowellen|Mikrowellen-Technik]] verlagert sich auch bei ''leitungsgebundener Übertragung'' mit zunehmender Frequenz die Signal- und Energie-Übertragung von den Leitungsstrukturen auf die sich an den Leitungsstrukturen ausbildenden [[Elektromagnetisches Feld|elektromagnetischen Felder]]. Vereinzelt wird statt [[Elektrischer Strom|Strom]] und [[Elektrische Spannung|Spannung]] auf der sogenannten „Spannungsebene“ mit sogenannten ''„Wellengrößen“'' gerechnet, welche die Einheit <math>\sqrt{W}</math> („Wurzel-Watt“) besitzen.<ref>Zinke, Brunswig; Hochfrequenztechnik 1; 6. Auflage; Springer Verlag; 2000.</ref><ref>{{Literatur |Autor=Frieder Strauß |Titel=Grundkurs Hochfrequenztechnik: Eine Einführung |Verlag=[[Vieweg+Teubner Verlag]] |Ort=Wiesbaden |Datum=2011 |ISBN=978-3-83-488275-2 |Online=[https://books.google.de/books?id=sDspBAAAQBAJ&pg=PP5#v=onepage&q&f=false Google Books]}}</ref> | |||
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Aktuelle Version vom 4. Dezember 2021, 18:32 Uhr
| Physikalische Einheit | |
|---|---|
| Einheitenname | Watt
|
| Einheitenzeichen | $ \mathrm {W} $ |
| Physikalische Größe(n) | Leistung |
| Formelzeichen | $ P $ in Mechanik und Elektrotechnik $ {\dot {Q}} $ in der Wärmetechnik |
| Dimension | $ {\mathsf {M\;L^{2}\;T^{-3}}} $ |
| System | Internationales Einheitensystem |
| In SI-Einheiten | $ \mathrm {1\,W=1\;{\frac {J}{s}}=1\;VA=1\;{\frac {kg\,m^{2}}{s^{3}}}} $ |
| In CGS-Einheiten | $ \mathrm {1\,W=10^{7}\;{\frac {erg}{s}}=10^{7}\;{\frac {g\,cm^{2}}{s^{3}}}} $ |
| Benannt nach | James Watt |
| Abgeleitet von | Joule, Sekunde |
| Siehe auch: Voltampere, Var | |
Das Watt ist die SI-Einheit der Leistung (Energieumsatz pro Zeitspanne). Sie wurde nach dem schottischen Wissenschaftler und Ingenieur James Watt benannt. Als Einheitenzeichen wird der Großbuchstabe „W“ verwendet.
Das Watt ist eine abgeleitete Einheit. Sie lässt sich aus den Basiseinheiten Kilogramm (kg), Meter (m) und Sekunde (s) ableiten:
- $ \mathrm {1\,W=1\,{\frac {kg\,m^{2}}{s^{3}}}} \, $
Wie bei jeder SI-Einheit können dezimale Vielfache mittels der SI-Präfixe („Milli“, „Kilo“, „Mega“ usw.) angegeben werden.
Veranschaulichungen
Ein Watt ist gleich der Leistung, um
- pro Sekunde eine mechanische Arbeit von einem Joule zu verrichten ($ \mathrm {1\,W=1\,{\tfrac {J}{s}}} $), also beispielsweise unter Aufwendung der Kraft von einem Newton innerhalb von einer Sekunde die Strecke von einem Meter zurückzulegen,
- pro Minute ein Gramm Wasser um ca. 14,3 Kelvin zu erwärmen, oder
- über einem rein Ohmschen Widerstand von einem Ohm eine elektrische Spannung von einem Volt aufrechtzuerhalten (wodurch ein Strom von einem Ampere fließt; $ \mathrm {1\,W=1\,\mathrm {V\cdot A} } $).
Zu beachten ist, dass die unterschiedlichen Leistungsarten ebenso wie Energieformen nicht immer direkt ineinander überführbar sind.
Geschichte
Die Einheit ist nach James Watt benannt, der für seine Verbesserung des Wirkungsgrades von Dampfmaschinen bekannt ist. Sie wurde 1882[1] von der British Science Association vorgeschlagen und auf ihrem zweiten Kongress im Jahr 1889[2] als Einheit für Leistung anerkannt. Gegenüber der vorher üblichen Einheit „Ampere·Volt“ hatte die neue Einheit einen deutlicheren Bezug zur Mechanik, sodass sie bei Elektromotoren auch als Ersatz für die Einheit PS (Pferdestärke) akzeptiert wurde.[1]
Im Jahr 1933 wurde beschlossen, die separat definierten „internationalen“ elektrischen Einheiten künftig durch die „absoluten“ Einheiten, die sich direkt von Meter, Kilogramm und Sekunde ableiten, zu ersetzen.[3] Die genaue Definition erfolgte 1946 durch das Internationale Komitee für Maß und Gewicht (CIPM).[4] Damit war das „elektrische“ Watt (V·A) identisch mit dem neu geschaffenen „mechanischen“ Watt (kg·m²/s³). Dieser Beschluss wurde 1948 durch die neunte Generalkonferenz für Maß und Gewicht bestätigt,[5] und 1960 wurde das Watt in das neu geschaffene Internationale Einheitensystem aufgenommen.
Elektrotechnik
In der Elektrotechnik wird das Watt ausschließlich für die Angabe der Wirkleistung verwendet, des Weiteren werden – vor allem in der Energieversorgungstechnik – noch folgende Einheiten verwendet:
- Voltampere, Einheit der elektrischen Scheinleistung
- Var, Einheit der elektrischen Blindleistung.
Im Bereich der Hochfrequenz- und Mikrowellen-Technik verlagert sich auch bei leitungsgebundener Übertragung mit zunehmender Frequenz die Signal- und Energie-Übertragung von den Leitungsstrukturen auf die sich an den Leitungsstrukturen ausbildenden elektromagnetischen Felder. Vereinzelt wird statt Strom und Spannung auf der sogenannten „Spannungsebene“ mit sogenannten „Wellengrößen“ gerechnet, welche die Einheit $ {\sqrt {W}} $ („Wurzel-Watt“) besitzen.[6][7]
Weblinks
Wiktionary: Watt – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Einzelnachweise
- ↑ 1,0 1,1 Gérard Borvon: History of the electrical units. S-eau-S, 10. September 2012, abgerufen am 4. April 2014.
- ↑ Robert A. Nelson: The International System of Units. Applied Technology Institute, abgerufen am 4. April 2014.
- ↑ Resolution 10 of the 8th CGPM. Substitution des unités électriques absolues aux unités dites « internationales ». Bureau International des Poids et Mesures, 1933, abgerufen am 14. September 2021 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- ↑ CIPM, 1946: Resolution 2. Abgerufen am 14. Oktober 2019.
- ↑ Resolution 7 of the 9th CGPM (1948). Writing and printing of unit symbols and of numbers. Bureau International des Poids et Mesures, abgerufen am 12. April 2021 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
- ↑ Zinke, Brunswig; Hochfrequenztechnik 1; 6. Auflage; Springer Verlag; 2000.
- ↑ Frieder Strauß: Grundkurs Hochfrequenztechnik: Eine Einführung. Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden 2011, ISBN 978-3-8348-8275-2 (Google Books).
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