Physik, Elektrizitätslehre?

Wieso gibt es einmal W=Q * U und und W(el) = 1/2 * C *U^2? Wo liegt der unterschied und wieso wird manchmal statt W, E verwendet? Also E = Q*U

Answer 1

[atoemlein]

Allgemein:

• W steht für Work = Arbeit. Also einen Prozess (einen Prozess der Energieumwandlung, z.B. das Laden und Entladen eines Akkus)
• E steht für Energie. Also eher einen Zustand (Inhalt eines geladenen Akkus)
• Manchmal ist es egal, ob man Arbeit oder Energie sagt, physikalisch/mathematisch und im Betrag ist es eh das gleiche

Warum welche Formel gilt, muss man natürlich im Zusammenhang mit der Frage sehen, und die übrigen Formelzeichen verstehen (Achtung, viele Einheiten haben halt wiederum ähnliche Buchstaben, z.B. C für Coulomb oder W für Watt):
Formelzeichen:
Q = Ladung in Coulomb (C)
U = Spannung in Volt (V)
C = Kapazität eines Kondensators in Farad (F)

Oft hilft eine Interpreation einer Formel für deren Verständnis:

• W=Q * U besagt: Wenn man eine Ladung Q von 1C gegen eine Potentialdifferenz U von 1V verschieben will, ist dafür eine Arbeit W von 1J (Joule) nötig.
• E=Q * U ist fast identisch: Wenn man eine Ladung Q von 1C gegen durch eine eine Potentialdifferenz U von 1V fliegen lässt, wird dabei eine Energie E von 1J frei.

Beides wird bei Betrachtung elektrischer Felder mit konstanter Spannung gebraucht.

Aber

• W(el) = E = 1/2 * C *U^2 ist der Energie-Inhalt eines Kondensators (wo C und U bekannt sind. Persönlich finde ich es Unfug, hier W(el) zu schreiben.

Answer 2

[Wechselfreund]

W = Q*U gilt wenn während des Ladungsflusses die Spannung konstant ist. Beim Abfließen der KOndensatorladung ist das nicht der Fall, daher hier eine andere Formel.

Für Energie benutzt man W (was ja eigentlich Work- Arbeit entspricht) oder E, wobei E den Nachteil hat, mit der Feldstärke des elektrischen Feldes E verwechselt zu werden.