Watt, Joule & Newton
In der Physik und Elektrotechnik werden die Einheiten Watt, Joule und Newton verwendet, um Energie, Kraft und Leistung zu beschreiben. Dieser Beitrag in unserem Glossar bietet eine klare Erklärung der einzelnen Einheiten und zeigt ihre Beziehung zueinander auf. Wir erklären außerdem, mit welcher Formel sich Watt, Joule und Newton berechnen lassen.
Wie ist der Zusammenhang zwischen Watt, Joule und Newton?
In technischen und physikalischen Anwendungen ermöglicht das Verständnis von Watt, Joule und Newton – sowie ihrer Beziehungen zueinander – Systeme von elektrischen Geräten bis zu mechanischen Konstruktionen präzise zu steuern und zu optimieren.
Die Begriffe Watt, Joule und Newton sind eng miteinander verbunden. Sie beruhen auf dem Grundverständnis von Energie und Kraft. Die Leistung in Watt beschreibt die Geschwindigkeit, mit der Joule (also Energie) in einem System umgesetzt wird. Die Kraft in Newton beschreibt wiederum, wie viel Energie erforderlich ist, um eine bestimmte Masse zu beschleunigen oder eine bestimmte mechanische Arbeit zu verrichten. Eine ausführlichere Erklärung der Einheiten geben wir Ihnen in den nächsten Abschnitten.
Watt (W)
Die Einheit Watt (Kurzzeichen: W) ist ein Maß für die Leistung, also für die Geschwindigkeit der Verrichtung von Arbeit oder der Umwandlung von Energie. Sie ist nach dem Ingenieur und Erfinder James Watt benannt, der für seine Arbeiten zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Dampfmaschinen bekannt ist.
Die Einheit Watt spielt in zahlreichen Anwendungen von der Elektrotechnik bis zum Maschinenbau eine wichtige Rolle. Die Formel, um die elektrische Leistung zu berechnen, lautet P = U × I, wobei P die Leistung in Watt, U die Spannung in Volt und I den Strom in Ampere darstellt.
Wie viel elektrische Energie in einer bestimmten Zeit durch ein System fließt, lässt sich mit dieser Formel bestimmen. Ein Watt entspricht dabei genau der Energiemenge von einem Joule pro Sekunde.
Joule (J)
Joule (Kurzzeichen: J) ist die Energie- und Arbeitseinheit im Internationalen Einheitensystem (SI). Sie wurde nach James Prescott Joule benannt, einem Pionier auf dem Gebiet der Energieerhaltung. Ein Joule ist ein Maß für die benötigte Energie, um eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen oder einen physikalischen Prozess durchzuführen.
Konkret ist ein Joule die Menge an Arbeit, die bei der Übertragung einer Kraft von einem Newton auf eine Strecke von einem Meter erforderlich ist. Von der Wärmeenergie über die elektrische Energie bis hin zur mechanischen Arbeit wird diese Einheit in vielen Zusammenhängen verwendet.
Newton (N)
Die Einheit Newton (Formelzeichen: N) ist ein Maß für die Kraft. Sie ist nach dem berühmten Physiker Sir Isaac Newton benannt, dessen Gesetze der Bewegung und der Schwerkraft die Grundlage der klassischen Mechanik bilden.
Ein Newton ist definiert als die benötigte Kraft, um einen Körper mit einer Masse von einem Kilogramm um einen Meter pro Sekunde (m/s²) zu beschleunigen. In Formeln ausgedrückt: 1 Newton = 1kg x 1m/s².
Für die Beschreibung, wie Kräfte auf Objekte wirken und wie diese Kräfte Bewegungen oder Verformungen hervorrufen können, ist diese Einheit wichtig.
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