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Energie-Einheitenumrechner

Wandelt Energie zwischen Joule, Millijoule, Elektronenvolt, Kilowattstunden, Kalorien und BTU um.

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Formel

1 kWh = 3.6 MJ, 1 eV = 1.602 × 10⁻¹⁹ J

Wie es funktioniert

Energie wird in Joule (J) gemessen, wobei die SI-Einheit einer Wattsekunde entspricht. In der Elektronik wird ein breites Spektrum verwendet: Elektronenvolt (eV, 1,602 × 10≤¹ J) für Halbleiterphysik und Photonenenergie, Millijoule (mJ) für ESD-Impulse und Kondensatorentladungen, Joule für mechanische Stöße und Relaisspulenenergie und Kilowattstunden (kWh) für die Kapazität von Batterien und Stromversorgungssystemen. Kalorien (1 cal = 4,184 J) und BTU (1 BTU = 1055 J) tauchen im Wärmemanagementkontext auf.

Bearbeitetes Beispiel

Ein auf 50 V geladener 100-μF-Kondensator speichert E = ½CV² = ½ × 100e-6 × 50² = 0,125 J = 125 mJ = 125.000 μJ. Ein Smartphone-Akku mit 10 Wh = 36.000 J = 36 kJ = 10.000 mWh = 0,01 kWh.

Praktische Tipps

  • ✓ESD-Standards spezifizieren die Entladungsenergie in mJ — das Modell des menschlichen Körpers umfasst ~1 μJ bei 2 kV, aber der hohe Spitzenstrom schädigt ICs.
  • ✓Die Batteriekapazität in mAh muss mit der Spannung multipliziert werden, um Energie zu erhalten: 2000 mAh bei 3,7 V = 7,4 Wh = 26.640 J.
  • ✓Thermisch: 1 BTU erhöht 1 Pfund Wasser um 1 °F; 1 Kalorie erhöht 1 Gramm Wasser um 1 °C. Verwenden Sie für das thermische Design von elektronischen Geräten durchgehend Joule und Watt.

Häufige Fehler

  • ✗Energie (Joule) mit Leistung (Watt) verwechseln — Energie = Leistung × Zeit; ein 100-W-Gerät, das 1 Stunde lang läuft, verbraucht 360.000 J = 0,1 kWh.
  • ✗Verwechseln Sie eV (Elektronenvolt) mit V (Volt) — eV ist eine Energieeinheit, keine Spannungseinheit. Ein 1-eV-Photon hat eine Energie von 1,602 × 10^¹ J.
  • ✗Wenn kWh und Wh synonym verwendet werden — 1 kWh = 1000 Wh = 3.600.000 J. Eine 10-Wh-Batterie ist nicht 10 kWh.

Häufig gestellte Fragen

Eine kleine Kalorie (Kal) = 4,184 J; sie erhöht 1 Gramm Wasser um 1 °C. Eine Lebensmittelkalorie (Kal oder kcal) = 1000 cal = 4184 J. Elektronische Wärmeberechnungen verwenden direkt Joule.
Die Energie von Elektronen in Atomen, Photonen in der Optik und Bandlücken in Halbleitern liegt natürlich auf der eV-Skala. Silizium hat eine Bandlücke von 1,12 eV; GaN liegt bei 3,4 eV; die Photonenenergie von 600 nm Licht beträgt etwa 2,07 eV.
Trotz Spannungen von 1—15 kV enthalten ESD-Impulse sehr wenig Energie (Bereich von μJ bis mJ). Der Schaden ist auf den hohen Spitzenstrom (1—10 A) zurückzuführen, der in einem winzigen Gate-Oxid konzentriert ist und einen dielektrischen Zusammenbruch verursacht.
Multiplizieren Sie mAh mit 3,6 und mit der Nennspannung: Energie (J) = mAh × 3,6 × V. Beispiel: 3000 mAh bei 3,7 V = 3000 × 3,6 × 3,7 = 39.960 J ≈ 40 kJ = 11,1 Wh.

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