Basiswissen

Joule pro Coulomb ist die Energiemenge, die für jedes Coulomb elektrischer Ladung frei wird oder benötigt wird, wenn sich eine Ladungsmenge Q von einem Punkt im Feld zu einem anderen Punkt im Feld bewegt oder bewegt wird. Zur Berechnung hilft der Begriff der elektrischen Spannung.

Joule pro Coulomb und die elektrische Spannung anschaulich

Wenn zwischen zwei Punkten eine Spannung von 4 Volt herrscht, dann heißt das auch, dass jedes Coulomb elektrischer Ladung genau 4 Joule Energie benötigt oder frei gibt, wenn es von dem einen zum anderen Punkt gelangt.

MERKSATZ:

Volt und Joule pro Coulomb können beide als Einheit der elektrischen Spannung verwendet werden.

Wenn zum Beispiel zwischen zwei Punkten eine Spanung von 220 Volt herrscht, wie bei einer typischen Steckdose in einem Haushalt, und wenn dann 10 Coulomb Ladung (z. B. Wasserkocher in einer Sekunde) von einem Pol zum anderen fließen, dann hat jedes Coulomb dieser Menge an Ladung 220 Joule Energie freigesetzt. Insgesamt haben die 10 Coulomb also 2200 Joule an Energie freigesetzt.^[1]

Formel für Joule pro Coulomb

E = U·q

Legende

E = die Energie, z. B. in Joule, die man benötigt oder die frei wird elektrische Energie ↗

U = die Spannung, z. B. in Volt, die zwischen zwei Punkten herrscht elektrische Spannung ↗

q = die Menge Ladung, z. B. in Coulomb, die zwischen zwei Punkten bewegt wird elektrische Ladung ↗

Siehe auch Beschleunigungsspannung ↗

Fußnoten

[1] Wenn für einen Wasserkocher eine Leistung von zum Beispiel 2000 Watt angegeben ist dann heißt das, dass er in jeder Sekunde 2000 Joule an Energie umsetzt. Wie diese Joule mit der Spannung in Volt, der Stromstärke in Ampere und der Zeit in Sekunden zusammenhängt, kann man anschaulich verstehen im Teewasserkochversuch ↗