Leistungsumrechner
Leistung — Watt, Pferdestärken und mehr
Schnelle Methoden zur Leistungsschätzung und zur Vermeidung häufiger Fehler. Von Watt und Kilowatt bis hin zu Pferdestärken, BTU/h und VA – erhalten Sie schnell Antworten.
Grundlagen der Leistung
Elektrische Leistung
Wirkleistung (W) verrichtet Arbeit; Scheinleistung (VA) beinhaltet reaktive Komponenten.
- P = V × I × LF
- LF (Leistungsfaktor) ∈ [0..1]
- 3-Phasen ≈ √3 × V × I × LF
Die Pferdestärken-Familie
Historischer Vergleich zur Arbeitsleistung eines Pferdes; es gibt mehrere Varianten.
- PS(mech) ≈ 745,7 W
- PS(metrisch) ≈ 735,5 W
- Kessel-PS ist viel größer
Thermische Leistung
HLK und Motoren bewerten den Wärmefluss in BTU/h, kcal/s, Kältetonnen.
- 1 kW ≈ 3.412 BTU/h
- 1 TR ≈ 3,517 kW
- Zeitbasis prüfen
- Über Watt (W) umrechnen, um Fehler zu vermeiden
- Pferdestärken unterscheiden sich je nach Variante; geben Sie an, welche
- VA benötigt den LF, um W zu erhalten
Wo jede Einheit hingehört
Heim & Geräte
Geräte kennzeichnen die Leistung in W/kW; Energierechnungen in kWh.
- Wasserkocher ~2 kW
- Mikrowelle ~1,2 kW
- Laptop ~60–100 W
Motoren & Fahrzeuge
Motoren werben mit PS oder kW; Elektroautos verwenden kW.
- 1 kW ≈ 1,341 PS
- Antriebsstränge listen Spitzen- und Dauerleistung
HLK & Thermik
Kühlung/Heizung wird oft in BTU/h oder Kältetonnen (TR) angegeben.
- 1 TR ≈ 12.000 BTU/h
- Heizungen in kW oder BTU/h
HF & Audio
Kleine Leistungen verwenden dBm (Referenz 1 mW).
- 0 dBm = 1 mW
- +30 dBm = 1 W
- Die Aussteuerungsreserve des Verstärkers ist wichtig
Schnelle Berechnungen
Erklärung des Leistungsfaktors
Wirkleistung vs. Scheinleistung
- LF = Wirkleistung / Scheinleistung
- P (W) = V × I × LF
- LF 0,8 bedeutet 20 % sind reaktiv; ein höherer LF reduziert den Strom
Dreiphasen-Tricks
Schnelle 3-Phasen-Regeln
- VLL = √3 × VLN
- P ≈ √3 × VLL × I × LF
- Beispiel: 400 V, 50 A, LF 0,9 → ≈ 31 kW
Elektrische Grundlagen
Sofortige Schätzung für elektrische Lasten
- Einphasig: P = V × I (Watt)
- Beispiel: 120 V × 10 A = 1.200 W = 1,2 kW
- Dreiphasig: P ≈ √3 × V × I × LF
Skalierung & PS
Umrechnung zwischen W, kW und Pferdestärken
- 1 kW = 1.000 W
- 1 PS (mechanisch) ≈ 745,7 W
- 1 kW ≈ 1,341 PS
Thermische Umrechnung
Schneller HLK-Faktor
- 1 BTU/h ≈ 0,2931 W
- 1 kW ≈ 3.412 BTU/h
dBm-Tricks
Abkürzungen für Funk-/Leistungspegel
- 0 dBm = 1 mW
- 10 dBm = 10 mW; 20 dBm = 100 mW; 30 dBm = 1 W
- dBm = 10·log10(P[mW])
Wie Umrechnungen funktionieren
- W ÷ 1.000 → kW; kW × 1.000 → W
- PS(mech) × 745,7 → W; W ÷ 745,7 → PS(mech)
- BTU/h × 0,293071 → W; W × 3,41214 → BTU/h
Häufige Umrechnungen
| Von | Nach | Faktor | Beispiel |
|---|---|---|---|
| kW | W | × 1.000 | 1,2 kW = 1.200 W |
| PS(mech) | kW | × 0,7457 | 150 PS ≈ 112 kW |
| kW | BTU/h | × 3.412 | 2 kW ≈ 6.824 BTU/h |
| TR | kW | × 3,517 | 2 TR ≈ 7,03 kW |
| dBm | mW | 10^(dBm/10) | 20 dBm = 100 mW |
Schnelle Beispiele
Häufige Fehler, die es zu vermeiden gilt
- kW vs. kWh: Leistung (Rate) vs. Energie (Menge)
- Pferdestärken-Varianten: mechanisch ≠ metrisch ≠ Kessel
- VA vs. W: Scheinleistung vs. Wirkleistung (abhängig vom Leistungsfaktor)
- BTU vs. BTU/h: Energieeinheit vs. Leistungseinheit
- Pro Sekunde vs. pro Stunde: immer die Zeitbasis prüfen
- dB-Mathematik: 10× für Leistung verwenden (nicht 20×)
Alltägliche Benchmarks
| Gegenstand | Typische Leistung | Anmerkungen |
|---|---|---|
| Mensch (in Ruhe) | ~100 W | Stoffwechselrate |
| LED-Glühbirne | 8–12 W | Moderne Beleuchtung |
| Laptop | 60–100 W | Unter Last |
| Mikrowelle | 1,0–1,2 kW | Kochleistung |
| Wasserkocher | 1,8–2,2 kW | Schnelles Kochen |
| Raumklimaanlage | 1–3 kW | Nach Größe/SEER |
| Motor eines kompakten E-Fahrzeugs | 100–200 kW | Spitzenleistung |
Erstaunliche Fakten über Leistung
Warum Pferdestärken?
James Watt prägte den Begriff 'Pferdestärke', um Dampfmaschinen zu vermarkten, indem er sie mit Pferden verglich. Ein Pferd konnte 33.000 Pfund einen Fuß in einer Minute heben.
Menschliche Leistung
Der durchschnittliche menschliche Körper erzeugt in Ruhe etwa 100 Watt Wärme – genug, um eine helle LED-Glühbirne zu betreiben. Bei intensivem Training kann die Leistung 400 Watt überschreiten!
Das Rätsel um VA vs. W
Eine 1-kVA-USV liefert möglicherweise nur 800 W Wirkleistung, wenn der Leistungsfaktor 0,8 beträgt – der Rest ist 'imaginäre' Blindleistung!
Solare Leistungsdichte
Die Sonne liefert an einem klaren Tag etwa 1.000 W pro Quadratmeter auf die Erdoberfläche – genug, um eine Mikrowelle mit nur einem Quadratmeter Solarmodulen zu betreiben!
Blitzeinschlag
Ein Blitz kann für eine Mikrosekunde bis zu 1 Milliarde Watt (1 GW) Leistung liefern – aber die Gesamtenergie ist überraschend gering, etwa 250 kWh.
dB-Intuition
+3 dB ≈ verdoppelt die Leistung; +10 dB = 10× Leistung. Also 0 dBm = 1 mW, 30 dBm = 1 W und 60 dBm = 1 kW!
Herzensleistung
Das menschliche Herz erzeugt kontinuierlich etwa 1-5 Watt – das Pumpen von Blut während Ihres gesamten Lebens erfordert ungefähr die gleiche Energie wie das Anheben eines Kleinwagens um 1 Meter pro Minute!
Kältetonne
Eine 'Kältetonne' entspricht der Kühlleistung, die erforderlich ist, um eine Tonne Eis in 24 Stunden zu gefrieren: 12.000 BTU/h oder etwa 3,5 kW. Es hat nichts mit dem Gewicht des Klimageräts zu tun!
Rekorde & Extreme
| Rekord | Leistung | Anmerkungen |
|---|---|---|
| Großes Wasserkraftwerk | > 20 GW | Nennleistung (z.B. Drei-Schluchten-Staudamm) |
| Gaswerk im Versorgungsmaßstab | ~1–2 GW | Kombikraftwerk |
| Petawatt-Laser (Spitze) | > 10^15 W | Ultrakurze Pulse |
Die Entwicklung der Leistungsmessung: Von Pferden zu Gigawatt
Die Leistungsmessung hat sich von dem Vergleich von Dampfmaschinen mit Arbeitspferden im 18. Jahrhundert bis zur heutigen Verwaltung von Gigawatt-skalierten erneuerbaren Energienetzen entwickelt. Diese Reise spiegelt den wachsenden Energiebedarf der Menschheit und die technologische Raffinesse wider.
Das Dampfzeitalter: Die Geburt der Pferdestärke (1770er-1880er)
James Watt brauchte eine Möglichkeit, seine Dampfmaschinen zu vermarkten, indem er sie mit den Pferden verglich, die sie ersetzen sollten. Seine Experimente führten zur Definition der Pferdestärke, die wir heute noch verwenden.
- 1776: James Watt beobachtet Pferde, die Kohle aus Minen heben
- Berechnung: Ein Pferd hebt 33.000 Pfund einen Fuß in einer Minute
- Ergebnis: 1 Pferdestärke ≈ 746 Watt (später standardisiert)
- Marketing-Genie: Verkaufte Motoren, die in 'Pferdestärke'-Einheiten bewertet wurden
- Erbe: Verschiedene Länder schufen ihre eigenen PS-Varianten (mechanisch, metrisch, Kessel)
Die elektrische Revolution (1880er-1960)
Die Erfindung der praktischen Stromerzeugung und -verteilung schuf die Notwendigkeit für eine neue Einheit. Das Watt, benannt nach James Watt, wurde zum internationalen Standard.
- 1882: Edisons Pearl Street Station erzeugt 600 kW in NYC
- 1889: Der Internationale Elektrizitätskongress übernimmt das Watt (W)
- Definition: 1 Watt = 1 Joule pro Sekunde = 1 Volt × 1 Ampere
- 1960: Das SI-System bestätigt das Watt als offizielle Leistungseinheit
- Netzausbau: Kraftwerke skalieren von Kilowatt auf Megawatt
Moderne Leistungskomplexität (1960er-1990er)
Als elektrische Systeme komplexer wurden, entdeckten Ingenieure, dass nicht die gesamte Leistung nützliche Arbeit verrichtet. Dies führte zu den Konzepten von Wirk- und Scheinleistung.
- Wirkleistung (W): Verrichtet tatsächliche Arbeit, gemessen in Watt
- Scheinleistung (VA): Gesamtleistung einschließlich reaktiver Komponenten
- Leistungsfaktor: Verhältnis von Wirk- zu Scheinleistung (0 bis 1)
- 1990er: Leistungsfaktorkorrektur (PFC) wird Standard in der Elektronik
- Auswirkungen: Verbesserte Netzeffizienz, reduzierte Abwärme
- Moderne Anforderung: Die meisten Geräte müssen einen LF > 0,9 haben
Das Zeitalter der erneuerbaren Energien (2000er-heute)
Wind- und Solarenergie brachten Megawatt- und Gigawatt-Skalen in die täglichen Energiediskussionen. Die Leistungsmessung reicht heute von Nanowatt in IoT-Sensoren bis zu Gigawatt in nationalen Netzen.
- Private Solaranlagen: Typisches System 5-10 kW
- Windkraftanlagen: Moderne Offshore-Anlagen erreichen jeweils 15 MW
- Solarparks: Großanlagen überschreiten 500 MW
- Energiespeicherung: Batteriesysteme bewertet in MW/MWh
- Intelligente Netze: Echtzeit-Leistungsüberwachung von Nanowatt bis Gigawatt
- Zukunft: Terawatt-skalierte erneuerbare Anlagen sind weltweit geplant
Das moderne Leistungsspektrum
Die heutigen Leistungsmessungen umfassen einen unglaublichen Bereich, von den Nanowatt-Sensoren in Ihrer Smartwatch bis zur Gigawatt-Leistung von Kernkraftwerken.
- Pikowatt (pW): Empfänger für Radioastronomie, Quantensensoren
- Nanowatt (nW): Ultra-Low-Power-IoT-Sensoren, Energy Harvesting
- Mikrowatt (µW): Hörgeräte, Fitness-Tracker
- Milliwatt (mW): LED-Anzeigen, kleine Elektronik
- Watt (W): Glühbirnen, USB-Ladegeräte
- Kilowatt (kW): Haushaltsgeräte, Elektromotoren für Fahrzeuge
- Megawatt (MW): Rechenzentren, Windkraftanlagen, kleine Kraftwerke
- Gigawatt (GW): Kernreaktoren, große Wasserkraftwerke
- Terawatt (TW): Weltweite Energieerzeugung (~20 TW kontinuierlich)
Einheitenkatalog
Metrisch (SI)
| Einheit | Symbol | Watt | Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| kilowatt | kW | 1,000 | 1.000 W; Geräte und E-Fahrzeuge. |
| megawatt | MW | 1,000,000 | 1.000 kW; Generatoren, Rechenzentren. |
| watt | W | 1 | SI-Basis für Leistung. |
| gigawatt | GW | 1.000e+9 | 1.000 MW; Netzskala. |
| mikrowatt | µW | 0.000001 | Mikrowatt; Sensoren. |
| milliwatt | mW | 0.001 | Milliwatt; kleine Elektronik. |
| nanowatt | nW | 0.000000001 | Nanowatt; Ultra-Low-Power. |
| pikowatt | pW | 1.000e-12 | Pikowatt; winzige HF/Optik. |
| terawatt | TW | 1.000e+12 | 1.000 GW; Kontext der globalen Gesamtsummen. |
Pferdestärke
| Einheit | Symbol | Watt | Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| pferdestärke (mechanisch) | hp | 745.7 | Pferdestärke (mechanisch). |
| pferdestärke (metrisch) | hp(M) | 735.499 | Metrische Pferdestärke (PS). |
| pferdestärke (kessel) | hp(S) | 9,809.5 | Kessel-Pferdestärke (Dampf). |
| pferdestärke (elektrisch) | hp(E) | 746 | Elektrische Pferdestärke. |
| pferdestärke (wasser) | hp(H) | 746.043 | Wasser-Pferdestärke. |
| pferdestärke (PS) | PS | 735.499 | Pferdestärke (PS), ≈ metrische PS. |
Thermisch / BTU
| Einheit | Symbol | Watt | Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| BTU pro Stunde | BTU/h | 0.293071 | BTU pro Stunde; HLK-Standard. |
| BTU pro Minute | BTU/min | 17.5843 | BTU pro Minute. |
| BTU pro Sekunde | BTU/s | 1,055.06 | BTU pro Sekunde. |
| Kalorie pro Stunde | cal/h | 0.00116222 | Kalorie pro Stunde. |
| Kalorie pro Minute | cal/min | 0.0697333 | Kalorie pro Minute. |
| Kalorie pro Sekunde | cal/s | 4.184 | Kalorie pro Sekunde. |
| Kilokalorie pro Stunde | kcal/h | 1.16222 | Kilokalorie pro Stunde. |
| Kilokalorie pro Minute | kcal/min | 69.7333 | Kilokalorie pro Minute. |
| Kilokalorie pro Sekunde | kcal/s | 4,184 | Kilokalorie pro Sekunde. |
| Million BTU pro Stunde | MBTU/h | 293,071 | Millionen BTU pro Stunde. |
| Tonne Kälteleistung | TR | 3,516.85 | Kältetonne (TR). |
Elektrisch
| Einheit | Symbol | Watt | Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| kilovoltampere | kVA | 1,000 | Kilovoltampere. |
| megavoltampere | MVA | 1,000,000 | Megavoltampere. |
| voltampere | VA | 1 | Voltampere (Scheinleistung). |
Imperial
| Einheit | Symbol | Watt | Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| fuß-pfund-kraft pro Stunde | ft·lbf/h | 0.000376616 | Fuß-Pfund-Kraft pro Stunde. |
| fuß-pfund-kraft pro Minute | ft·lbf/min | 0.022597 | Fuß-Pfund-Kraft pro Minute. |
| fuß-pfund-kraft pro Sekunde | ft·lbf/s | 1.35582 | Fuß-Pfund-Kraft pro Sekunde. |
Wissenschaftlich / CGS
| Einheit | Symbol | Watt | Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| atmosphäre-kubikzentimeter pro Minute | atm·cc/min | 0.00168875 | atm·cc pro Minute. |
| atmosphäre-kubikzentimeter pro Sekunde | atm·cc/s | 0.101325 | atm·cc pro Sekunde. |
| atmosphäre-kubikfuß pro Minute | atm·cfm | 47.82 | atm·Kubikfuß pro Minute. |
| erg pro Sekunde | erg/s | 0.0000001 | Erg pro Sekunde (CGS). |
| joule pro Stunde | J/h | 0.000277778 | Joule pro Stunde. |
| joule pro Sekunde | J/s | 1 | Joule pro Sekunde = Watt. |
| kilojoule pro Stunde | kJ/h | 0.277778 | Kilojoule pro Stunde. |
| kilojoule pro Minute | kJ/min | 16.6667 | Kilojoule pro Minute. |
| kilojoule pro Sekunde | kJ/s | 1,000 | Kilojoule pro Sekunde. |
| lusec | lusec | 0.0001333 | Leckageeinheit: Mikron-Liter/s. |
Best Practices für die Leistungsumrechnung
Best Practices für die Umrechnung
- Kennen Sie Ihren Kontext: Verwenden Sie W/kW für Präzision, PS für Motoren, BTU/h für HLK
- Geben Sie die Pferdestärken-Variante an: Mechanische PS (745,7 W) ≠ Metrische PS (735,5 W) ≠ Kessel-PS
- Der Leistungsfaktor ist wichtig: VA × LF = W (für elektrische Systeme, LF reicht von 0-1)
- Die Zeitbasis ist entscheidend: Leistung (W) vs. Energie (Wh) — verwechseln Sie nicht Rate mit Menge
- Überprüfen Sie die Einheitlichkeit: Stellen Sie sicher, dass alle Einheiten in einer Berechnung dieselbe Zeitbasis verwenden (pro Sekunde, pro Stunde)
- Verwenden Sie wissenschaftliche Notation: Für Werte < 1 µW oder > 1 GW verbessert die wissenschaftliche Notation die Lesbarkeit
Häufige Fehler, die es zu vermeiden gilt
- Verwechslung von kW (Leistung) mit kWh (Energie) — Rate vs. Menge, völlig unterschiedliche Größen
- Vermischung von Pferdestärken-Typen: Mechanische PS (745,7 W) ≠ Metrische PS (735,5 W) — 1,4 % Fehler
- Verwendung von VA als W: Scheinleistung (VA) ≠ Wirkleistung (W), es sei denn, der Leistungsfaktor = 1,0
- BTU vs. BTU/h: Energieeinheit vs. Leistungseinheit — die Zeit ist entscheidend! (wie die Verwechslung von kWh mit kW)
- Falsche dB-Formel: Leistung verwendet 10 log₁₀, Spannung verwendet 20 log₁₀ — nicht verwechseln
- Vergessen der Dreiphasigkeit: Einphasig P = V × I × LF, aber 3-phasig P = √3 × VLL × I × LF
Leistungsskala: Von Quanten zu Kosmisch
Repräsentative Leistungsskalen
| Skala / Leistung | Repräsentative Einheiten | Typische Verwendungen | Beispiele |
|---|---|---|---|
| 1 × 10⁻¹⁵ W | Femtowatt (fW) | Quantenoptik, Einzelphotonendetektion | Energiefluss eines einzelnen Photons |
| 1 × 10⁻¹² W | Pikowatt (pW) | Empfänger für Radioastronomie, Quantensensoren | Voyager-1-Signal auf der Erde ≈ 1 pW |
| 1 × 10⁻⁹ W | Nanowatt (nW) | Ultra-Low-Power-IoT-Sensoren, Energy Harvesting | Passive Leistung eines RFID-Tags ≈ 10 nW |
| 1 × 10⁻⁶ W | Mikrowatt (µW) | Hörgeräte, Fitness-Tracker, Herzschrittmacher | Herzschrittmacher ≈ 50 µW |
| 1 × 10⁻³ W | Milliwatt (mW) | LED-Anzeigen, Laserpointer, kleine Elektronik | Laserpointer 1-5 mW |
| 1 × 10⁰ W | Watt (W) | Glühbirnen, USB-Ladegeräte, kleine Geräte | LED-Glühbirne 10 W, USB-Ladegerät 20 W |
| 1 × 10³ W | Kilowatt (kW) | Haushaltsgeräte, E-Fahrzeug-Motoren, private Solaranlagen | Mikrowelle 1,2 kW, Automotor 100 kW |
| 1 × 10⁶ W | Megawatt (MW) | Rechenzentren, Windkraftanlagen, kleine Kraftwerke | Windkraftanlage 3-15 MW |
| 1 × 10⁹ W | Gigawatt (GW) | Kernreaktoren, große Staudämme, Netzinfrastruktur | Kernreaktor 1-1,5 GW |
| 1 × 10¹² W | Terawatt (TW) | Nationale Netzsummen, weltweite Energieerzeugung | Globaler Stromverbrauch ≈ 20 TW im Durchschnitt |
| 1 × 10¹⁵ W | Petawatt (PW) | Hochenergie-Lasersysteme (ultrakurze Pulse) | Laser der National Ignition Facility ≈ 500 TW Spitze |
| 3.828 × 10²⁶ W | Sonnenleuchtkraft (L☉) | Sternastronomie, Astrophysik | Gesamte Leistungsabgabe der Sonne |
Häufig gestellte Fragen
VA vs. W — was ist der Unterschied?
VA ist Scheinleistung (Volt × Ampere). Multiplizieren Sie mit dem Leistungsfaktor, um Watt (Wirkleistung) zu schätzen.
Welche Pferdestärke soll ich verwenden?
Mechanische PS für Motoren (≈745,7 W), metrische PS für PS; Kessel-PS ist eine Dampfbewertung, nicht vergleichbar.
Was bedeutet 1 Kältetonne?
Kühlleistung, die dem Schmelzen von 1 Tonne Eis pro Tag entspricht: ≈ 12.000 BTU/h oder ≈ 3,517 kW.
Vollständiges Werkzeugverzeichnis
Alle 71 auf UNITS verfügbaren Werkzeuge