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Wattstunde

20.05.2012 @ 13:25, Peter200,

{{QS-Physik|Unerledigt=2011}}
{{Infobox Einheit
|Norm= Zum Gebrauch mit dem SI zugelassen, Richtlinie 80/181/EWG
|Name= Wattstunde
|Symbol= $\backslash mathrm\{Wh\}$
|SI= $\backslash mathrm\{1\backslash ,\; Wh\; =\; 3\{,\}6\backslash ,\; kWs\; =\; 3\{,\}6\backslash ,\; kJ\; =\; 3\{,\}6\backslash ,\; kNm\}$
|Dimension= Energie
|Dim= $E$
|NamedAfter=
|DerivedFrom= Joule
|SeeAlso=
|PhysicalSize= Arbeit; Energie; innere Energie
Wärme, Wärmemenge
|Size= $W,\backslash ,\; A;\backslash ,\; W,\backslash ,\; E;\backslash ,\; U;\backslash ,\; Q$
|cgs=
|esE=
|emE=
}}

Die Wattstunde (Einheitenzeichen: Wh) ist eine Maßeinheit der Arbeit und damit eine Energieeinheit. Eine Wattstunde entspricht der Energie, welche ein Energiewandler mit einer Leistung von einem Watt in einer Stunde aufnimmt oder abgibt.

Im Alltag gebräuchlich und verbreitet ist die Kilowattstunde (kWh), das Tausendfache der Wattstunde. In ihr werden vor allem Strom-, aber auch Heizwärmekosten abgerechnet und mit Messeinrichtungen wie dem Stromzähler oder Wärmezähler erfasst.

Zusammenhang mit anderen Energieeinheiten

Die Wattstunde leitet sich aus der SI-Einheit Joule ab:

* 1 Wh = 3600 Ws (Wattsekunde) = 3600 Joule = 3,6 Kilojoule (kJ).

Die Einheit Wattstunde wird meistens mit dem dezimalen SI-Vorsatz Kilo verwendet (z. B. bei der Stromabrechnung).

* 1 Kilowattstunde (kWh) = 1 kW · 1 h = 1000 Watt · 1 h = 1000 Wh = 1000 W · 3600 s = 3,6 · 10⁶ J = 3,6 MJ

Wenn beispielsweise eine Solaranlage mit der Leistung von einem Kilowatt eine Stunde lang Sonnenlicht in elektrische Energie umwandelt, so entspricht das einer Energiemenge von einer Kilowattstunde.

Bei der Angabe der Stromproduktion von Elektrizitätswerken oder des Bedarfs an elektrischer Energie ganzer Länder werden die Vorsätze Mega (M) (für eine Million), Giga (G) (für eine Milliarde) oder Tera (T) (für eine Billion) der entsprechenden Einheit verwendet, um handlichere Zahlenwerte zu erhalten: so entsprechen z. B. 1.000 Megawattstunden einer Gigawattstunde usw.

{{Energieeinheiten}}

{| class="wikitable" style="text-align:right"
|-
! !! J = Ws !! kJ !! MJ !! Wh !! kWh !! kcal
|-
| 1  J = 1 Ws || = 1 J || = 0,001 kJ || = 0,000 001 MJ || = 0,000 278 Wh || = 277,8 · 10^-9 kWh || = 0,000 239 kcal
|-
| 1 kJ || = 1000 J || = 1 kJ || = 0,001 MJ || = 0,2778 Wh || = 277,8 · 10^-6 kWh || = 0,2388 kcal
|-
| 1 MJ || = 1 000 000 J || = 1000 kJ || 1 MJ || = 277,8 Wh || = 0,2778 kWh || = 238,8 kcal
|-
| 1 Wh || = 3 600 J || = 3,6 kJ || = 0,003 6 MJ || = 1 Wh || = 0,001 kWh || = 0,86 kcal
|-
| 1 kWh || = 3 600 000 J || = 3 600 kJ || = 3,6 MJ || = 1 000 Wh || = 1 kWh || = 860 kcal
|-
| 1 kcal || = 4186,8 J || = 4,187 kJ || = 0,004 186 MJ || = 1,163 Wh || = 0,001 163 kWh || = 1 kcal

|}

Fehlerhafte Schreibweise

Teilweise findet man die fehlerhafte Angabe kW/h statt kWh.

Richtig ist jedoch:

:$1~\backslash mathrm\{kWh\}\; =\; 1\; ~\; \backslash text\{KiloWatt\}\; \backslash cdot\; \backslash text\{Stunde\}$
oder:

:$1000~\backslash mathrm\{Wh\}\; =\; 1000\; ~\; \backslash text\{Watt\}\; \backslash cdot\; \backslash text\{Stunde\}$

Da die Leistung (Watt) bereits der Quotient aus Energie und Zeit ist, erhält man die Energie wieder durch Multiplizieren mit der Zeit.

:$\backslash text\{Arbeit\}\; =\; \backslash text\{Leistung\}\backslash cdot\; \backslash text\{Zeit\}$

Beispiele

Mit der Energiemenge 1 kWh kann man zum Beispiel:

* 50 Stunden am Laptop arbeiten (bei einer Leistung von 20 Watt)
* Sieben Stunden fernsehen (bei einer Leistung von ca. 140 Watt)
* Fünf Stunden am Computer arbeiten (bei einer Leistung von 200 Watt)
* 25 Minuten staubsaugen (bei einer Leistung von 2400 Watt)
* Eine Dreiviertelstunde Haare trocknen (bei einer Leistung von 1400 Watt)

* Einen Eimer voll Wasser (10,75 Liter) unter normalem Druck von 20 °C auf 100 °C erhitzen

Zwar wird die Einheit kWh hauptsächlich für elektrische Verbraucher oder Heizungen verwendet, allerdings lässt sie sich auch mit dem Energieumsatz eines Menschen vergleichen. Ein für einen erwachsenen Mann typischer täglicher Umsatz von 9000 kJ entspricht 2,5 kWh.

Weitere Hilfen zur Einschätzung der Größe: Größenordnung (Energie) und Größenordnung (Leistung).

Megawatttag

Ein Megawatttag (MWd) ist die Energie, die ein Kraftwerk mit einer Leistung von 1 Megawatt an einem Tag liefert. Sie wird in der Energie- und Reaktortechnik verwendet.

:$1\backslash ,\backslash mathrm\{MWd\}\; =\; 10^6\; \backslash cdot\; 24\backslash ,\backslash mathrm\{Wh\}\; =\; 86,4\; \backslash cdot\; 10^9\backslash ,\backslash mathrm\{J\}\; =\; 24\; \backslash ,\backslash mathrm\{MWh\}$

Gigawattjahr

Ein Gigawattjahr (GWa) ist die Energie, die ein Kraftwerk mit der Leistung von 1 Gigawatt in einem Jahr liefert (bei Betrieb ohne Unterbrechungen). Gigawattjahr ist in Deutschland keine gesetzliche Einheit im Messwesen, weil dort das Jahr (Einheitenzeichen: a) keine solche ist.

:$1\backslash ,\backslash mathrm\{GWa\}\; \backslash approx\; \backslash frac\{10^9\backslash cdot\; 365\; \backslash cdot\; 24\backslash cdot\; 3600\}\{1000\backslash cdot\; 3600\}\backslash ,\backslash mathrm\{kWh\}\; =\; 8\{,\}76\backslash cdot\; 10^9\; \backslash ,\backslash mathrm\{kWh\}\; =\; 8\{,\}76\; \backslash ,\backslash mathrm\{TWh\}$

Kategorie:Energieeinheit

ar:كيلوواط ساعي
be:Кілават-гадзіна
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Kilowatt hour
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zh:千瓦·時

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