Wie entsteht elektrische Energie?

Elektrische Energie entsteht, wenn eine Spannung elektrische Ladungen antreibt und dadurch Strom fließt. Dabei wird Energie über das elektrische Feld im Stromkreis übertragen und kann zum Beispiel in Bewegung, Wärme oder Licht umgewandelt werden. Eine Spannungsquelle wie eine Batterie stellt die nötige Spannung bereit.

Was ist elektrische Leistung?

Elektrische Leistung ist die Energie, die ein elektrisches Gerät pro Zeit umsetzt. Sie gibt also an, wie schnell elektrische Energie verbraucht oder abgegeben wird. Man berechnet sie mit , wobei die Spannung und die Stromstärke ist.

Was ist der Unterschied zwischen elektrischer Energie und elektrischer Arbeit?

Elektrische Energie ist die Energiemenge, die im elektrischen System vorhanden ist oder übertragen wird. Elektrische Arbeit ist die Energie, die konkret beim Bewegen von Ladungen umgesetzt wird, also die „aufgewendete“ Energie in einem Vorgang. Elektrische Arbeit kann man mit berechnen.

Was wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um?

Mechanische Energie wandelt ein Generator (Dynamo) in elektrische Energie um, indem eine Bewegung eine Spannung erzeugt und so Strom möglich macht. Im Alltag passiert das zum Beispiel im Fahrraddynamo oder in Windkraftanlagen, bei denen die Drehbewegung des Rotors zur Stromerzeugung genutzt wird.

Video

Hier geht's zum Video „Potentielle Energie“

Hier geht's zum Video „Elektrisches Potential“

Zurück zum Text

Weiter lernen Empfohlenes passendes Video

Elektrische Energie

Wichtige Inhalte in diesem Video

Was ist elektrische Energie?

(00:13)

Elektrische Energie Formel

(00:53)

Elektrische Energie — Vergleich zur Gravitation

(01:22)

Was ist elektrische Energie und wo wird sie verwendet? Alles Wichtige dazu findest du hier im Beitrag und in unserem Video heraus!

Inhaltsübersicht

Was ist elektrische Energie?

im Videozur Stelle im Video springen

(00:13)

Die elektrische Energie ist eine Energieform, die durch elektrischen Strom transportiert wird. Sie kann dazu verwendet werden, Objekte in Bewegung zu setzen, Wärme zu erzeugen oder Licht auszusenden. Zwei Anwendungsmöglichkeiten sind zum Beispiel das Drehen eines Ventilators oder das Licht einer Glühbirne.

Die elektrische Energie kannst du mit folgender Formel berechnen:

E_el = U ⋅ I ⋅ t

Hierbei steht jeder Buchstabe für etwas anderes:

E_el: Elektrische Energie
t: Zeit
U: Spannung
I: Stromstärke

Die Energie ist somit immer größer, wenn entweder Zeit, Spannung oder Stromstärke ansteigen.

Elektrische Energie Definition

Elektrische Energie ist die Energie, die in elektrischen Feldern und Magnetfeldern vorliegt. Sie ist in der Lage, elektrische Ladungen zu bewegen. Dadurch funktionieren Geräte und Elektronik wie Lampen oder Computer. Sie ist eine wichtige Energiequelle für viele Aspekte des modernen Lebens.

Elektrische Energie Einheit und Formelzeichen

Die elektrische Energie besitzt als Formelzeichen E, wobei die elektrische Energie Einheit Wattsekunde (Ws) ist. Dabei stellt Joule (J) die eigentliche Standard-Einheit für jede Energieform dar. Mit dieser Vereinheitlichung ist auch zwischen verschiedenen Ländern klar, dass du bei Joule von der Energie sprichst.

1 Joule ist dabei die vorhandene Energie, wenn eine Spannung von 1 Volt für 1 Sekunde bei einem Widerstand von 1 Ohm aufrechterhalten wird und dabei ein Strom mit der Stromstärke 1 Ampere fließt.

In Formelsammlungen siehst du für die elektrische Energie auch manchmal diese Kurzschreibweise:

[ E ] = 1 J

Studyflix vernetzt: Hier ein Video aus einem anderen Bereich

Nach Beantwortung speichern wir deine Antwort, um Studyflix zu verbessern. Mehr dazu erfährst du in unserer Datenschutzerklärung.

Elektrische Energie Formel

im Videozur Stelle im Video springen

(00:53)

Die allgemeine elektrische Energie Formel lautet folgendermaßen:

$E_{\rm{el}} = U \cdot I \cdot t$

Beim besonderen Fall eines Kondensators mit einer Kapazität C kann die Energie im elektrischen Feld zwischen den Platten gespeichert werden. Die elektrische Energie Formel für die gespeicherte Energie sieht dann wie folgt aus:

$E_{\rm{el}} = \frac{1}{2} \cdot C \cdot U^2$

Wenn eine Ladung bewegt wird, wird elektrische Energie aufgewendet. Du sprichst dann von elektrischer Arbeit. Sie wird mit dieser Formel berechnet:

$W_{\rm{el}} = U \cdot Q$

Kondensator

Ein Kondensator besteht aus zwei Metallplatten, die sich gegenüberstehen. Zwischen diesen kann eine Spannung aufgebaut werden, sodass sich der Kondensator auflädt. Ein Beispiel für einen Kondensator ist ein Defibrillator.

Elektrische Energie Beispiele

Elektrische Energie ist ein wichtiger Bestandteil unseres täglichen Lebens. Sie ermöglicht es uns, elektrische Geräte zu betreiben.

Zum Beispiel wird die elektrische Energie genutzt, um die Lampen in unseren Häusern und Straßen zum Leuchten zu bringen. Auch Küchengeräte wie Toaster und Mikrowellen benötigen elektrische Energie, um zu funktionieren.

Weitere elektrische Energie Beispiele sind:

Heizungen
Motoren
Elektrische Werkzeuge wie Bohrmaschinen
Telefone und Computer
Kühlschrank
Fernseher
Solarzellen
Stromkraftwerke

Elektrische Energie — Vergleich zur Gravitation

im Videozur Stelle im Video springen

(01:22)

Die elektrische Energie ist in der Lage, elektrische Ladungen zu bewegen. Deswegen macht es Sinn, sie mit der Lageenergie bzw. potenziellen Energie bei Massen zu vergleichen.

Analogie zwischen Elektrizität und Gravitation. — Vergleich zur Gravitation

Beim Fall einer Masse aus einer Höhe h verwendest du für die potenzielle Energie folgende Formel:

$E_{\rm{pot}} = m \cdot g \cdot h$

Hier steht m für die Masse und g für die Erdbeschleunigung. Für den Vergleich zur elektrischen Energie fassen wir g ⋅ h mit U_g zusammen. Das heißt:

$U_g = g \cdot h \: \widehat{=} \: \textbf{"Potenzial"} \right$

Damit lautet die potenzielle Energie:

$E_{\rm{pot}} = m \cdot U_g$

Die Formel für elektrische Energie erhältst du, wenn du nun das m mit der elektrischen Ladung q und U_g mit der Spannung U ersetzt.

$E_{\rm{el}} = q \cdot U$

Die Spannung bezeichnet nichts anderes als das elektrische Potenzial zwischen zwei Ladungen. Also ist die elektrische Energie eine potenzielle Energie bei Ladungen.

In der folgenden Tabelle siehst du den Vergleich auf einen Blick:

Feld \| Größe	Potenzielle Energie	Einheit des „Potenzials“
Gravitation	$E_{\rm{G}} = m \cdot U_g$	[] = $\mathrm{\frac{J}{kg}}$
Elektrisch	$E_{\rm{el}} = q \cdot U$	[] = $\mathrm{\frac{J}{C}}$

Gut zu wissen: Eine Besonderheit bei der Elektrizität ist, dass es negative und positive Ladungen gibt. Sie bestimmen die Richtung der Anziehung. Bei der Gravitation existiert nichts Vergleichbares. Masse zieht ausschließlich an und hat keine Ladungen.

Lageenergie

Die Lageenergie ist die Energie, die ein Objekt aufgrund seiner Höhe hat. Zum Beispiel hat ein Ball auf einem Regal eine Lageenergie. Die kann zur Bewegungsenergie umgewandelt werden, wenn er fällt.

Plattenkondensator

Wenn ein Plattenkondensator unter Spannung gesetzt wird, liegt in seinem elektrischen Feld auch elektrische Energie vor. Was ein Plattenkondensator genau ist, erfährst du in diesem Video dazu!

Elektrische Energie — häufigste Fragen

(ausklappen)

Wie entsteht elektrische Energie?

Elektrische Energie entsteht, wenn eine Spannung elektrische Ladungen antreibt und dadurch Strom fließt. Dabei wird Energie über das elektrische Feld im Stromkreis übertragen und kann zum Beispiel in Bewegung, Wärme oder Licht umgewandelt werden. Eine Spannungsquelle wie eine Batterie stellt die nötige Spannung bereit.
Was ist elektrische Leistung?

Elektrische Leistung ist die Energie, die ein elektrisches Gerät pro Zeit umsetzt. Sie gibt also an, wie schnell elektrische Energie verbraucht oder abgegeben wird. Man berechnet sie mit $P = U \cdot I$ , wobei die Spannung und die Stromstärke ist.
Was ist der Unterschied zwischen elektrischer Energie und elektrischer Arbeit?

Elektrische Energie ist die Energiemenge, die im elektrischen System vorhanden ist oder übertragen wird. Elektrische Arbeit ist die Energie, die konkret beim Bewegen von Ladungen umgesetzt wird, also die „aufgewendete“ Energie in einem Vorgang. Elektrische Arbeit kann man mit $W_{\rm el} = U \cdot Q$ berechnen.
Was wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um?

Mechanische Energie wandelt ein Generator (Dynamo) in elektrische Energie um, indem eine Bewegung eine Spannung erzeugt und so Strom möglich macht. Im Alltag passiert das zum Beispiel im Fahrraddynamo oder in Windkraftanlagen, bei denen die Drehbewegung des Rotors zur Stromerzeugung genutzt wird.