Spannung, Strom und Leistung: Volt, Ampere und Watt

Kurz: Spannung (Volt, V) ist der „Druck”, der Ladung antreibt. Stromstärke (Ampere, A) ist, wie viel Ladung pro Sekunde fließt. Leistung (Watt, W) ist das Produkt aus beiden: P = U × I. Milliampere (mA) sind Tausendstel Ampere.

Genauer: Das Wasser-Bild hilft: Spannung entspricht dem Wasserdruck, Strom der Wassermenge pro Zeit, der Widerstand der Enge des Rohres. Wie viel Energie ein Gerät braucht, ergibt sich aus Spannung mal Strom.

Im Detail

Größe	Einheit	Symbol	Wasserbild
Spannung	Volt	U (V)	Druck
Stromstärke	Ampere, Milliampere (1 A = 1000 mA)	I (A)	Menge pro Sekunde
Widerstand	Ohm	R (Ω)	Enge des Rohres
Leistung	Watt (W), Kilowatt (kW)	P	Arbeit pro Zeit
Energie	Wattstunde (Wh), Kilowattstunde (kWh)	E	getane Arbeit

Formeln:

• Ohmsches Gesetz: U = R × I
• Leistung: P = U × I (Watt = Volt × Ampere)
• Energie: E = P × t (Wh = W × Stunden)

Beispiele aus der Praxis:

• Steckdose: 230 V. Ein Wasserkocher mit 2300 W zieht 2300 / 230 = 10 A.
• USB: 5 V × 0,9 A = 4,5 W (USB 3.0). Schnellladen: 20 V × 5 A = 100 W (USB-PD).
• Smartphone-Akku: 5000 mAh bei 3,85 V ≈ 19,25 Wh. Ein 20-W-Ladegerät lädt ihn in etwa einer Stunde.
• Mainboard und CPU: Die CPU läuft mit etwa 1,0 – 1,4 V, zieht aber über 100 A, das ergibt ~125 W. Kleine Spannung, großer Strom.
• Netzteil-Ausgänge: +12 V (CPU, Grafikkarte), +5 V (Laufwerke, USB), +3,3 V (RAM, Chipsatz).
• Arbeitsspeicher: DDR5 mit 1,1 V spart Leistung gegenüber 1,5 V (DDR3).

Warum die Spannung bei CPUs sinkt: Verlustleistung wächst etwa mit dem Quadrat der Spannung (P ≈ C × U² × f). Halbe Spannung ergibt ein Viertel der Wärme.

Wechsel- und Gleichstrom: Die Steckdose liefert Wechselspannung (AC, 50 Hz). Computerbauteile brauchen Gleichspannung (DC). Das Netzteil wandelt um.

Sicherheit: Gefährlich ist vor allem der Strom durch den Körper. Ab etwa 50 V Wechselspannung und 30 mA kann es lebensgefährlich werden. Steckdosenspannung nur von Fachleuten öffnen und warten, Netzteile nicht aufschrauben.

Siehe auch: Netzteil (PSU) und 80 PLUS, Kilowattstunde (kWh), Stromversorgung und Redundanz im PC