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Elektrische Arbeit

Wₑₗ: Definition und Berechnung

Die elektrische Arbeit steht für elektrische Energie, die umgewandelt wird in eine andere Energieform und dadurch in der Welt einen sichtbare Veränderung bewirkt. Die Einheit der elektrischen Arbeit ist Ws (Wattsekunden) oder Nm (Newtonmeter). Wie man die elektrische Arbeit von der ihrer Menge her berechnet hängt von den bekannten Größen ab.

Elektron in einem Feld

Ein elektrisches Feld ist ein gedankliches Konstrukt, das jedem Punkt im Raum eine Kraft in Newton zuordnet, die auf eine Ladung von genau einem Coulomb wirken würde. Die Feldstärke 3 N/C würde bedeuten, dass auf jedes Coulomb Ladung genau 3 Newton Kraft aus dem Feld wirken. Nun kann man ein Elektron gedanklich in einem elektrischen Feld bewegen. Schiebt man es in eine Richtung, sodass man gegen das Feld anarbeitet, muss man Arbeit in die Bewegung "hineinstecken". Lässt man das Elektron sich frei bewegen, wird es vom Feld beschleunigt. Die im Feld gespeichert Energie fließt dann als Arbeit in das Elektron und wird es beschleunigen. Wie viel Arbeit dabei fließt sagt die fundamentale Formel Arbeit = Kraft·Weg: man multipliziert die zum Verschieben des Elektrons nötige Kraft mit der Wegstrecke, über die hinweg man diese Kraft ausgeübt habt. Ändert sich die Feldstärke über den Weg, nutzt man die Integralrechnung. Bleibt sie konstant kann man rechnen: Elektrische Arbeit W = Feldstärke E mal Ladung Q mal Wegstrecke d; kurz: W = E·Q·d

Fließender Strom

Als Strom bezeichnet man eine größere Anzahl von Ladungen, sie sich gemeinsam in eine bestimmte Richtung bewegen. Man unterscheidet Gleich- und Wechselströme. Für beide Stromarten gilt: Elektrische Arbeit W = Spannung U mal Stromstärke I mal Zeit t oder auch Leistung P mal Zeit t. Kurz: W=U·I·t oder W=P·t

Siehe auch

=> Arbeit oder Energie [Unterschied]
=> Elektrische Feldstärke
=> Elektrische Spannung
=> Elektrisches Feld
=> Coulomb
=> Ladung
=> Arbeit
=> eng
=> Ws
=> Nm