Skip to main content 
(Foto: Jack Gerhardsen/Stock.adobe.com)
Aus- und Weiterbildung-weitere | Fachwissen | Grundwissen | Aus- und Weiterbildung

Fachbegriffe der Elektrotechnik

Was versteht man unter Jouleschem Gesetz und Koronaentladung?

03.04.2019

Naturgesetzlicher Zusammenhang: Be­schreibung der Umwandlung von elektri­scher Energie in Wärmeenergie.

Seiten

Dabei kann die Umwandlung erwünscht, z. B. bei Heizstrahlern, Lötkolben, Bügeleisen, Toastern und anderen elektrischen Wär­megeräten (Nutzwärme), oder uner­wünscht sein. Unerwünscht ist die Er­wärmung z. B. von isolierten Leitungen, Kabeln, Wicklungen und Klemmstellen (Verlustwärme). Das Joulesche Gesetz wurde nach seinem Entdecker, dem englischen Physiker James Prescott Joule (1818 – 1889), be­nannt und lautet:

Q = I2 · R · t

In Worten: Die Wärmemenge Q (auch Joulesche Wärme, Stromwärme oder Stromarbeit genannt) ist dem Produkt aus dem Quadrat der Stromstärke I, dem ohmschen Widerstand R und der Zeit t, währenddessen der Strom fließt, propor­tional. Die Einheit für die Wärmemenge Q ist das Joule (J) oder die Wattsekunde (Ws). Diese Einheiten werden grundsätzlich für die elektrische Energie zum Verrichten von Arbeit verwendet. Danach ist 1 J jene Arbeit, die ein Strom von 1 A in 1 s in einem Leiter verrichtet, wenn an dessen Enden ein Spannungsunterschied von 1 V besteht:

1 J = 1 V · 1 A · 1 s = 1 Ws

In Worten: Stromarbeit ist das Produkt aus Spannung, Stromstärke und Zeit. Bei 45° geografischer Breite und in Mee­reshöhe entspricht 1 Ws = 0,239 cal. Der Physiker Joule – zugleich ein leiden­schaftlicher Bierbrauer – entdeckte den beschriebenen Zusammenhang zwischen elektrischer Energie und Wärmeenergie im Jahre 1841 und legte damit den Grundstein für das Joulesche Gesetz. Joule ist auch Namensgeber für das Integral des Stromquadrats über eine gegebene Zeitdauer to bis t1, z. B. zur Be schreibung von Schmelz­ und Aus­schaltvorgängen bei Sicherungseinsätzen und Leistungsschaltern. Das Joule-­Integral lautet:


Seiten