Elektrische Leistung und Arbeit
Leistung sagt, wie viel Energie pro Sekunde fließt. Arbeit sagt, wie viel Energie insgesamt umgesetzt wurde. Diese zwei Begriffe – und ihr Verhältnis zueinander – stehen hinter jeder Stromrechnung, jedem Typenschild und jedem Wirkungsgrad.
Was ist elektrische Leistung – und wie unterscheidet sie sich von Energie?
Stellen Sie sich vor, ein Wasserhahn lässt Wasser in einen Eimer laufen. Die Leistung entspricht dem Wasserdurchfluss – also wie viel Liter pro Minute fließen. Die Arbeit (Energie) entspricht dem Gesamtinhalt des Eimers nach einer bestimmten Zeit. Beides hängt zusammen, ist aber nicht dasselbe.
Die elektrische Leistung P beschreibt, wie schnell elektrische Energie umgesetzt wird – also die Energiemenge pro Zeiteinheit. Ein Gerät mit 1000 W setzt jede Sekunde 1000 Joule elektrischer Energie in eine andere Energieform um (Wärme, Licht, Bewegung). Die Einheit der Leistung ist das Watt (W), benannt nach James Watt (1736–1819).
Elektrische Leistung – Grundformeln
P = U · I- P
- = Leistung in Watt [W]
- U
- = Spannung in Volt [V]
- I
- = Strom in Ampere [A]
- R
- = Widerstand in Ohm [Ω] (bei ohmschen Verbrauchern)
- W
- = Elektrische Arbeit in Joule [J] oder Wattsekunden [Ws]
- t
- = Zeit in Sekunden [s]
Leistung auf dem Typenschild
Jedes elektrische Gerät hat auf seinem Typenschild eine Nennleistung angegeben – das ist die Leistung, die es unter Nennbedingungen aufnimmt. Diese Zahl allein sagt noch nichts darüber aus, wie viel Energie das Gerät insgesamt verbraucht – dafür muss man wissen, wie lange es läuft.
Eine Glühlampe ist an 230 V angeschlossen. Es fließen 0,26 A.
P = U · I = 230 V · 0,26 A = 59,8 W ≈ 60 W (das ist die Nennleistung auf der Packung)
R = U / I = 230 / 0,26 ≈ 885 Ω (Widerstand des Glühfadens im Betrieb)
Was beschreibt die elektrische Leistung P?
Elektrische Arbeit: Wie viel Energie hat ein Gerät insgesamt verbraucht?
Die elektrische Arbeit W (auch: elektrische Energie) beschreibt, wie viel Energie ein Gerät über eine bestimmte Zeit aufgenommen und umgesetzt hat. Sie ist das Produkt aus Leistung und Zeit: W = P · t. Je länger ein Gerät läuft, desto mehr Arbeit verrichtet es – auch wenn seine Leistung gleichbleibt.
Das ist genau das, was der Stromzähler zu Hause misst: Er zählt nicht den Strom (trotz des Namens „Stromzähler“), sondern die verrichtete elektrische Arbeit in Kilowattstunden (kWh).
Elektrische Arbeit / Energie
W = P · t- W
- = Elektrische Arbeit/Energie in Joule [J] oder Wattsekunden [Ws]
- P
- = Leistung in Watt [W]
- t
- = Zeit in Sekunden [s]
- Hinweis:
- In der Praxis rechnet man mit kW und Stunden, nicht mit W und Sekunden – das ergibt direkt kWh.
„Meine Maschine hat 2000 W Leistung, also hat sie 2000 Watt verbraucht.“ – Das ist unvollständig. Die Maschine hat 2000 W Leistung, aber wie viel Energie sie tatsächlich verbraucht hat, hängt davon ab, wie lange sie gelaufen ist. Erst wenn man weiß: 3 Stunden gelaufen → W = 2 kW · 3 h = 6 kWh.
Wählen Sie ein Gerät und stellen Sie die Betriebszeit ein – die verbrauchte Energie wird live berechnet.
Ein Heizlüfter mit 2000 W läuft täglich 5 Stunden.
Energie pro Tag: W = P · t = 2 kW · 5 h = 10 kWh
Energie pro Monat (30 Tage): W = 10 kWh · 30 = 300 kWh
Kosten (0,29 €/kWh): 300 kWh · 0,29 = 87,00 € pro Monat
Ein Heizlüfter kostet im Winter schnell über 80 € pro Monat – deshalb sind Wärmepumpen wirtschaftlich so interessant.
Ein Backofen (2200 W) läuft 1,5 Stunden. Wie viel Energie verbraucht er?
Einheiten: Was bedeuten Watt, Joule, Wattstunde und kWh wirklich?
Elektrische Energie und Arbeit können in verschiedenen Einheiten angegeben werden – je nach Kontext. In der Physik wird Joule (J) verwendet, in der Elektrotechnik oft Wattsekunde (Ws), und in der Praxis fast immer Kilowattstunde (kWh). Alle drei beschreiben dasselbe, nur in unterschiedlichen Größenordnungen.
| Einheit | Symbol | Umrechnung | Typischer Einsatz |
|---|---|---|---|
| Joule | J | 1 J = 1 Ws = 1 N·m | Physik, kleine Energiemengen |
| Wattsekunde | Ws | 1 Ws = 1 J | Elektrotechnik (Basiseinheit SI) |
| Wattstunde | Wh | 1 Wh = 3600 Ws = 3600 J | Kleinere Verbraucher, Akkus |
| Kilowattstunde | kWh | 1 kWh = 1000 Wh = 3.600.000 J | Haushalt, Industrie, Stromrechnung |
| Megawattstunde | MWh | 1 MWh = 1000 kWh | Kraftwerke, Großbetriebe |
Umrechnung in der Praxis
Einheiten-Umrechnung Energie
1 kWh = 1000 Wh = 3.600.000 Ws = 3.600.000 J = 3,6 MJ W [Wh] = P [W] · t [h] W [kWh] = P [kW] · t [h] = P [W] · t [h] / 1000 W [Ws] = P [W] · t [s]- Merke:
- Für die Stromrechnung immer mit kW und Stunden rechnen → Ergebnis direkt in kWh
Tippen Sie in ein Feld – die anderen werden automatisch umgerechnet.
Wie viele Joule entsprechen einer Kilowattstunde (1 kWh)?
Wirkungsgrad: Warum kommt nie so viel heraus, wie man hineinsteckt?
Kein technisches Gerät wandelt die gesamte aufgenommene elektrische Energie vollständig in nutzbare Energie um. Ein Teil geht immer als Verlustenergie verloren – meist als Wärme. Das Verhältnis von nutzbarer Energie (Abgabe) zu aufgenommener Energie (Aufnahme) heißt Wirkungsgrad η (Eta).
Wirkungsgrad η
η = P_ab / P_auf = W_ab / W_auf- η
- = Wirkungsgrad (dimensionslos, 0 bis 1, oder 0 bis 100 %)
- P_ab
- = Abgegebene (nutzbare) Leistung [W]
- P_auf
- = Aufgenommene Leistung [W]
Typische Wirkungsgrade in der Praxis
Der Wirkungsgrad variiert stark je nach Technologie. Die folgende Übersicht zeigt typische Werte – das grüne Segment ist der Nutzanteil, der rote Teil die Verluste:
Ein Elektromotor hat eine Nennleistung von P_auf = 5,5 kW und einen Wirkungsgrad von η = 88 %.
Nutzleistung (mechanisch): P_ab = P_auf · η = 5500 · 0,88 = 4840 W ≈ 4,84 kW
Verlustleistung (Wärme): P_V = 5500 − 4840 = 660 W
Bei 8 Stunden Betrieb: Energie gesamt: 5,5 kW · 8 h = 44 kWh; davon Nutzenergie: 44 · 0,88 = 38,72 kWh; Wärmeverluste: 44 − 38,72 = 5,28 kWh
Eine Pumpe nimmt 3 kW auf und gibt 2,4 kW an Nutzleistung ab. Wie hoch ist ihr Wirkungsgrad?
Was kostet eine kWh – und was zahle ich wirklich?
Was umgangssprachlich „Stromrechnung“ heißt, ist in Wirklichkeit eine Rechnung für elektrische Arbeit – also für die verrichtete Energie in kWh. Der Zähler in Ihrer Wohnung zählt die Kilowattstunden. Anschließend multipliziert der Anbieter mit dem aktuellen Arbeitspreis.
Der Strompreis setzt sich aus mehreren Komponenten zusammen und variiert je nach Anbieter, Bundesland und Tarif. Laut E-Control und aktuellen Daten (Stand Anfang 2026) liegt der Gesamtpreis für Haushaltskunden bei ca. 29 Cent/kWh im Österreich-Durchschnitt – inklusive Netzentgelt, Steuern und Abgaben.
Energiepreis (~52 %): Der reine Preis für den Strom, den der Lieferant verrechnet. Einziger Teil, den Sie durch Anbieterwechsel beeinflussen können.
Netzentgelt (~25–30 %): Für Transport und Verteilung im lokalen Netz. Gesetzlich geregelt, variiert nach Bundesland. 2025 um durchschnittlich 23 % gestiegen.
Steuern und Abgaben (~20–22 %): Elektrizitätsabgabe, Erneuerbaren-Förderbeitrag, 20 % USt. Nicht beeinflussbar.
Hinweis: Die Strompreisbremse lief am 31.12.2024 aus. Seit 2025 gilt wieder der volle Vertragspreis.
Ein Gerät mit 10 W weniger Leistung spart bei 8 Stunden Betrieb täglich: 0,01 kW · 8 h · 365 · 0,29 €/kWh ≈ 8,47 € pro Jahr. Das klingt wenig – aber bei 10 Geräten macht das schon 84 € jährlich. Der größte Hebel sind Hochleistungsverbraucher: Heizstäbe, Klimaanlagen, Heizlüfter.
Das österreichische Energieeffizienzgesetz (EEffG) verpflichtet Energielieferanten zur Erreichung von Energieeinsparzielen. Elektrische Geräte sind nach der EU-Energieeffizienzrichtlinie (Richtlinie 2012/27/EU) gekennzeichnet. Energielabels (A bis G) geben Auskunft über den Jahresenergieverbrauch in kWh. Aktuelle Normen und Preise beim Austrian Standards Institute (ASI) und E-Control prüfen.
Was misst der Stromzähler zu Hause?
Abschlusstest
Leistung, Arbeit und Energie
12 Fragen – Einzelprüfung mit sofortigem Feedback, Gesamtauswertung am Ende.
Fragen bei mündlicher Prüfung
01Was ist der Unterschied zwischen elektrischer Leistung und elektrischer Arbeit?▶
Elektrische Leistung P [W]: Beschreibt, wie schnell Energie umgesetzt wird – die Energiemenge pro Zeiteinheit. Sie ist der „Momentanwert“ und steht auf dem Typenschild des Geräts. P = U · I.
Elektrische Arbeit W [J, Ws, Wh, kWh]: Beschreibt, wie viel Energie ein Gerät über eine bestimmte Zeit insgesamt umgesetzt hat. W = P · t. Was der Stromzähler misst. Zusammenhang: P = W / t oder W = P · t.
02Warum rechnet man in der Praxis lieber mit kWh als mit Joule?▶
Joule ist eine sehr kleine Einheit: 1 kWh = 3.600.000 J. Ein Haushalt verbraucht etwa 3.500 kWh/Jahr – das wären 12.600.000.000 J. Mit solch großen Zahlen ist schlecht zu rechnen. Die kWh wurde so gewählt, dass die typischen Energiemengen in der Energieversorgung handhabbare Zahlen ergeben. Außerdem ist die Abrechnung direkt: Verbrauch in kWh × Preis in €/kWh = Kosten.
03Was bedeutet Wirkungsgrad und welche Werte sind in der Praxis typisch?▶
Der Wirkungsgrad η beschreibt das Verhältnis von abgegebener zu aufgenommener Leistung: η = P_ab / P_auf. Er liegt immer zwischen 0 und 1 (0–100 %). Typische Werte: Elektromotoren 85–95 %, Transformatoren 95–99 %, LED-Lampen 80–90 % (Licht/elektrisch), Glühlampen ca. 5 % (nur Licht, Rest Wärme), Verbrennungsmotoren 25–40 %. Die Differenz P_auf − P_ab ist die Verlustleistung, die als Wärme abgegeben wird.
04Wie berechnet man die Stromkosten eines Geräts fürs Jahr?▶
Schritt 1: Jahresenergie berechnen: W [kWh] = P [kW] · t_täglich [h] · 365 Tage.
Schritt 2: Kosten berechnen: Kosten [€] = W [kWh] · Preis [€/kWh].
Beispiel: Heizlüfter 2 kW, 4 h/Tag, 0,29 €/kWh:
W = 2 · 4 · 365 = 2.920 kWh/Jahr
Kosten = 2.920 · 0,29 = 846,80 €/Jahr
05Wie hängen P = U · I und W = P · t zusammen?▶
Man kombiniert beide: W = U · I · t. Die Leistung P = U · I ist der Momentanwert (was das Gerät gerade aufnimmt). Die Arbeit W = P · t ist das zeitliche Integral der Leistung – also die aufgesammelte Energie über die Zeit. Bei konstanter Leistung ist W einfach P · t. Bei wechselnder Leistung müsste man integrieren.
06Woraus setzt sich der Strompreis in Österreich zusammen?▶
Der Gesamtpreis (~29 Cent/kWh, Ø 2026) besteht aus: Energiepreis (~52 %): reiner Strompreis des Lieferanten – durch Anbieterwechsel beeinflussbar. Netzentgelt (~25–30 %): Kosten für Transport und Verteilung im lokalen Netz – gesetzlich geregelt, nach Bundesland verschieden. Steuern und Abgaben (~20–22 %): Elektrizitätsabgabe, Erneuerbaren-Förderbeitrag, 20 % USt – nicht beeinflussbar. Die Strompreisbremse lief am 31.12.2024 aus. Quelle: E-Control.
07Kann der Wirkungsgrad je größer als 100 % sein?▶
Nein. Der Wirkungsgrad kann nach dem Energieerhaltungssatz niemals größer als 1 (100 %) sein. Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden – ein Gerät kann nie mehr Energie abgeben als es aufnimmt. Verluste entstehen immer (Wärme, Reibung, Magnetisierungsverluste). Ein η = 1 wäre ein verlustfreies Gerät – in der Praxis gibt es das nicht, nur sehr gute Näherungen (Transformatoren bis 99,5 %).
08Was ist die Aussage von P = I² · R – und wann ist diese Formel besonders wichtig?▶
P = I² · R beschreibt die Verlustleistung, die in einem Widerstand R als Wärme entsteht, wenn ein Strom I fließt. Die Formel zeigt: Die Verlustleistung steigt mit dem Quadrat des Stroms. Das ist bei der Dimensionierung von Leitungen entscheidend: Doppelter Strom → vierfache Verlustleistung. Deshalb wird bei der Energieübertragung über weite Strecken die Spannung erhöht (Hochspannung) und der Strom verringert, um Leitungsverluste zu minimieren.
Formelsammlung
Elektrische Leistung
P = U · I P = U² / R P = I² · R P = W / tElektrische Arbeit / Energie
W = P · t W = U · I · t W [kWh] = P [kW] · t [h]Wirkungsgrad
η = P_ab / P_auf η [%] = P_ab / P_auf · 100 P_Verlust = P_auf − P_ab P_auf = P_ab / ηEinheiten-Umrechnung
1 kWh = 1000 Wh 1 Wh = 3600 Ws = 3600 J 1 kWh = 3.600.000 J = 3,6 MJStromkosten
Kosten = W [kWh] · Preis [€/kWh] W = P [kW] · t [h] · Tage- Ø Österreich 2026:
- ≈ 0,29 €/kWh (inkl. Netz, Steuern)
Leistung umgeformt
U = P / I I = P / U R = U² / P = P / I²Glossar
- Elektrische Leistung (P) Energie pro Zeiteinheit, die ein Gerät aufnimmt oder abgibt. P = U · I. Einheit: Watt [W]. Steht auf dem Typenschild.
- Elektrische Arbeit (W) Gesamte Energie, die ein Gerät über eine bestimmte Zeit aufnimmt oder abgibt. W = P · t. Einheit: Joule [J], Wattstunde [Wh] oder Kilowattstunde [kWh].
- Elektrische Energie Physikalisch identisch mit elektrischer Arbeit. Unterschied im Sprachgebrauch: Energie = Fähigkeit, Arbeit zu verrichten (z.B. im Akku gespeichert); Arbeit = tatsächlich verrichtete Energie. Formeln und Einheiten sind gleich.
- Joule (J) SI-Einheit der Energie und Arbeit. 1 J = 1 Ws = 1 N·m. Für Alltagsmengen zu klein: 1 kWh = 3.600.000 J.
- Kilowattstunde (kWh) Praktische Einheit für elektrische Energie. 1 kWh = 1000 W · 3600 s = 3,6 MJ. Grundlage der Stromabrechnung.
- Nennleistung Die auf dem Typenschild angegebene Leistung, bei der ein Gerät bestimmungsgemäß betrieben wird. Gilt unter Nennbedingungen (Nennspannung, Nennfrequenz).
- Wirkungsgrad (η, Eta) Verhältnis von abgegebener zu aufgenommener Leistung. η = P_ab / P_auf. Immer ≤ 1 (≤ 100 %). Gibt die Effizienz eines Geräts an.
- Verlustleistung (P_V) Differenz zwischen aufgenommener und abgegebener Leistung. P_V = P_auf − P_ab. Wird in Wärme umgewandelt und ist unerwünscht.
- Stromzähler Messgerät, das die elektrische Arbeit (Energie) in kWh misst. Trotz des Namens zählt er keinen Strom, sondern die aufgenommene Energie.
- Arbeitspreis Der variable Teil des Strompreises, der für jede verbrauchte kWh verrechnet wird (in €/kWh). Neben dem Grundpreis (Pauschale) der wichtigste Teil der Stromrechnung.
- Netzentgelt Gebühr für die Nutzung des elektrischen Verteilnetzes. In Österreich gesetzlich geregelt und regional verschieden. Macht ca. 25–30 % der Stromrechnung aus.
- E-Control Österreichische Regulierungsbehörde für Strom und Gas. Veröffentlicht Preisvergleiche und Tarifinformationen auf e-control.at.
Stand: April 2026 | Strompreise: E-Control Österreich (e-control.at), Stand Jänner 2026, Ø-Haushalt 3.500 kWh/Jahr, inkl. Netzentgelt, Steuern & Abgaben
Normen: ÖVE/ÖNORM E 8001 (Errichtung elektrischer Anlagen), EU-Energieeffizienzrichtlinie 2012/27/EU, österreichisches Energieeffizienzgesetz (EEffG)
Normenstände beim Austrian Standards Institute (ASI) prüfen: austrian-standards.at