Rechner für elektrische Leistung, Strom und Spannung bei Wechselstrom und Drehstrom

Wie wird elektrische Leistung berechnet?

In Stromkreisen mit Wechselstrom ist die aufgenommene Wirkleistung das Produkt aus Spannung, Strom und Leistungsfaktor.

Einphasig: P = V × I × cos φ

Dreiphasig: P = √3 × V × I × cos φ (V ist die Außenleiterspannung, I der Außenleiterstrom)

Der Rechner bestimmt aus drei der vier Größen die vierte. Zusätzlich berechnet er Scheinleistung, Blindleistung und Phasenwinkel.

Wirkleistung, Scheinleistung und Blindleistung

Wirkleistung (P, kW): Leistung, die in Arbeit umgesetzt wird. Diese erfasst der Energiezähler.

Scheinleistung (S, kVA): Spannung mal Strom. Sie bestimmt die Belastung von Transformatoren, Generatoren und Kabeln.

Blindleistung (Q, kvar): Leistung, die zwischen Versorgung und Spulen oder Kondensatoren ausgetauscht wird. Sie verrichtet keine Arbeit, erhöht aber den Strom.

Die drei Größen bilden ein rechtwinkliges Dreieck: S² = P² + Q². Der Leistungsfaktor ist das Verhältnis cos φ = P / S.

Beispiel

Ein Motor nimmt bei 400 V Drehstrom und einem Leistungsfaktor von 0,85 einen Strom von 20 A auf. Seine Scheinleistung beträgt 1,732 × 400 × 20 = 13,86 kVA, seine Wirkleistung 13,86 × 0,85 = 11,78 kW und seine Blindleistung 7,30 kvar.

Grenzen

Die Rechnung setzt eine symmetrische dreiphasige Last und sinusförmigen Strom voraus. Berechnen Sie bei unsymmetrischer Belastung jede Phase einzeln. Das Typenschild eines Motors nennt die Wellenleistung. Die aufgenommene Leistung hängt daher auch vom Wirkungsgrad ab. Verwenden Sie dafür die Umrechnung zwischen kW, kVA, HP und Ampere.

Häufige Fragen

Wie berechne ich die Leistung bei Drehstrom?

Bei 400 V Außenleiterspannung, 20 A Außenleiterstrom und einem Leistungsfaktor von 0,85 nimmt eine symmetrische dreiphasige Last 11,78 kW Wirkleistung und 13,86 kVA Scheinleistung auf. Das Beispiel setzt sinusförmige Spannung und sinusförmigen Strom als Effektivwerte voraus. Es liefert keine Motorwellenleistung. Motorverluste, Oberschwingungen und unsymmetrische Phasenbelastung sind gesondert zu berücksichtigen.

Mit diesen Werten berechnen