Stromverbrauch verstehen

Ich habe Probleme, den Unterschied zwischen Strom und Verbrauch zu verstehen. Können Sie mir helfen, den Stromverbrauch zu verstehen?

Nehmen wir an, ich habe eine Glühbirne, auf der 100 W stehen. Wie viel verbraucht diese Glühbirne in 1 Stunde? Kann es eine Leistung von weniger als 100 W haben? Kann es eine Leistung von mehr als 100 W haben?

Ich würde gerne wissen, in welchem ​​Verhältnis Strom und Stromverbrauch stehen.

Es tut mir sehr leid für die große Begriffsklärung aus meinem Kopf. Aber ich weiß nicht, wen ich sonst fragen soll. Ich hoffe, dass Sie meine Frage nicht als dumm betrachten, auch wenn dies der Fall ist.

Das Problem, über das Sie verwirrt sind, scheint der Unterschied zwischen Kraft und Energie zu sein .

Energie ist, wie viel Arbeit Sie tun können. Übliche Einheiten sind Joule oder Wattstunden.

Leistung ist, wie schnell Sie arbeiten. Es ist eine Änderungsrate. Übliche Einheiten sind Watt oder PS. Pferdestärken sind wahrscheinlich eine lehrreiche Einheit, die berücksichtigt werden muss. Angenommen, Sie wollten einen großen Haufen Stroh bewegen. Ob es von einem Pferd oder einer Hauskatze bewegt wird, hat keinen Einfluss auf den Arbeitsaufwand. Aber das Pferd macht es schneller , weil es ein mächtigeres Tier ist.

Für die Erörterung des Netzstromverbrauchs werden am häufigsten Watt (W) und Kilowattstunden (kWh) verwendet. Um zu wissen, wie viel Energie verbraucht wird, multiplizieren Sie die Leistung mit der Zeit. 100 W x 1 Stunde sind 100 Wattstunden oder 0,1 kWh. Kurz gesagt, das Verhältnis zwischen Strom und Verbrauch ist Zeit .

Denken Sie nebenbei an die Energieeinsparung. Wenn etwas 100 W verbraucht, wird diese Energie in eine andere Form umgewandelt. Entweder wird es gespeichert (potentielle Energie), es wird verwendet (Licht, Bewegung usw.) oder es wird als Wärme verschwendet. Bei einer Glühlampe werden ~ 90% des Stromverbrauchs in Wärme umgewandelt. Eine 100-W-Glühlampe verbraucht also 100 W, gibt aber nur 10 W Licht ab. Es wird heiß, weil die anderen 90W verschwendet werden. Aus diesem Grund laufen CFLs so viel kühler und verbrauchen bei gleicher Lichtleistung weniger Strom.

$\times$

Die kWh ist eine praktische Einheit für elektrische Energie, aber die SI-Einheit ist das Joule ("J"), das viel kleiner ist. Ein Joule ist die Energie, die ein 1-W-Gerät in 1 Sekunde verbraucht.

$1 J = 1 W \cdot s$

$\times$

$\approx$

Die Nennleistung der Glühbirne ist die Rate, mit der sie Energie verbraucht. Wie viel Energie verbraucht wird, hängt davon ab, wie lange sie eingeschaltet ist. Energie = Leistung × Zeit. Wenn es eine Stunde lang eingeschaltet ist, verbraucht es 100 Wattstunden. Dies ist die Einheit, die das Elektrizitätsunternehmen in Rechnung stellt.

Wenn Sie anfangen, Physik (oder fast jedes Thema) zu lernen, ist hier ein Metalltrick: Kreuzen Sie immer die komplizierten Begriffe an und ersetzen Sie sie durch ihre 'entpackten' Definitionen. Einfach, richtig?

Dies hilft sehr beim Verständnis der Durchflussraten. Verwenden Sie keine einzelnen Einheiten, sondern geben Sie die Anzahl pro Sekunde an. Zum Beispiel bedeutet das Wort "Strom" Ladungsfluss. Machen Sie es sich also (zumindest in Ihren frühen Jahren) zur Gewohnheit, niemals aktuell zu sagen. Ändern Sie es immer in "Ladungsfluss". Und sagen Sie niemals Ampere, denn das Ampere ist wirklich nur die Ladungsflussrate in Coulomb pro Sekunde.

Die Antwort auf Ihre Frage kann offensichtlich werden, wenn Sie aufhören, das Wort "Macht" zu sagen. Wenn das Wort eine unscharfe Definition in Ihrem Kopf hat (oder eine falsche Definition), kann sich Ihre Frage von selbst beantworten, sobald Sie gewöhnlich die richtige Bedeutung in alle Sätze einfügen. "Kraft" bedeutet Energiefluss. Dies ist die Energieübertragungsrate oder Energieausbreitung über ein Verteilungsnetz (einschließlich Elektro- und Antriebsriemen sowie Antriebswellen). Sagen Sie nicht Leistung, sondern Energiefluss. Und in ähnlicher Weise hören Sie auf, Watt zu sagen. Watt ist wirklich nur die Energieflussrate in Joule pro Sekunde.

Nehmen wir an, ich habe eine Glühbirne, auf die 100 Joule / Sekunde geschrieben sind. Wie viel verbraucht diese Glühbirne in 1 Stunde?

Siehst du was ich dort gemacht habe?

Eine Stunde ist 60 Minuten oder 3600 Sekunden. Die Glühbirne verbraucht also 3600 x 100 = 360.000 Joule Energie pro Stunde.

1. 100 Wh (0,1 kWh). Energie ist Leistung x Zeit, also W xh = Wh.
2. Die 100 W nehmen die übliche Haushaltsspannung an. In den USA sind die 120 V fest. Dies variiert nur geringfügig, sodass die Leistung etwas über oder unter 100 W liegen kann