Informations- und Kommunikationstechnik

Elektrische Einheiten im SI-Einheitensystem

Physikalische Größen sollten nach einem generell gültigen Einheitensystem bezeichnet werden. Durchgesetzt hat sich das Internationale Einheitensystem, das nach dem französischen Système international d'unités seit 1960 als SI-Einheitensystem bekannt ist. Es umfasst derzeit die sieben aufgelisteten Basisgrößen und Basiseinheiten, die sich nicht ineinander umwandeln lassen aber in Beziehung zueinanderstehen können.

Basisgröße Formel-
symbol
Einheit Einheiten-
zeichen
Länge l Meter m
Masse m Masse kg
Zeit t Sekunde s
Stromstärke I Ampere A
Temperatur T Kelvin K
Stoffmenge N Mol mol
Lichtstärke IV Candela cd

Bis auf die Stromstärke treten keine der gebräuchlichen elektrischen Größen auf. Die teilweise notwendigen Umwandlungen in die SI-Einheiten werden nachfolgend vorgestellt. Dazu sind die Zusammenhänge zwischen Kraft, Energie (Arbeit) und Leistung (Energiestrom) hilfreich.

mechanische Einheiten

Elektrische Spannung

Die elektrische Spannung stellt als elektrische Potenzialdifferenz den Energieunterschied entlang einer Wegstrecke dar. Sie entsteht durch Ladungstrennung, wobei die Ladungsträger Elektronen sein sollen. Beim Ladungsausgleich wirkt in Richtung der elektrischen Feldstärke eine elektrische Kraft auf die Ladungsträger, wobei elektrischer Strom fließt und Leistung umgesetzt wird.

elektrische Spannung in SI-Einheiten

Elektrische Leistung und Arbeit

Aus dem Produkt elektrischer Spannung und Strom errechnet sich die elektrische Leistung. Die Wirkleistung wird in Watt angegeben. Für die elektrische Scheinleistung, wo in der Schaltung zusätzlich Blindwiderstände wirksam sind, wird eher die Einheit VA verwendet. Reine Blindleistung wird mit var (Volt Ampere reaktiv) bezeichnet. Arbeit ist die über eine Zeitspanne wirkende elektrische Energie, bei der Leistung, ein Energiestrom umgesetzt wird.

elektr. Leistung und Arbeit in SI-Einheiten

Elektrische Ladung

Die Elektrizitätsmenge Q oder elektrische Ladung ist keine SI-Grundgröße, wird aber oftmals als solche verwendet. Die Einheit Coulomb in C ist das Produkt der SI-Einheiten A·s.      Q = 1 C = 1 A · s

Elektrische Kapazität

Ein Kondensator kann elektrische Ladungen speichern. Sein Speichervermögen, die elektrische Kapazität C wird in Farad angegeben. Sie ist das Verhältnis der Ladungsmenge Q und der anliegenden Spannung U.

elektrische Kapazität in SI-Einheiten

Elektrische Induktivität

Die Eigenschaft einer vom Strom durchflossenen Spule ist ihre Induktivität L. Sie steht in Verbindung mit der magnetischen Flussdichte oder Induktion B und dem magnetischen Fluss Φ.

Induktivität und Magnetfeldgrößen in SI-Einheiten