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elektrische Leistung

elektrische Leistung berechnen

Lassen Sie hier die elektrische Leistung berechnen. Geben Sie dazu unten lediglich die Stromstärke und die Spannung an.

Stromstärke [A]  
Spannung [V]  



Häufig gestellte Fragen

Wie berechnet man die elektrische Leistung?

Am einfachsten lässt sich die Wirkleistung P berechnen. Sie ist das Produkt aus Strom I und Spannung U:

P = U * I [in W]
(anwendbar nur bei Gleichstrom oder Wechselstrom ohne Phasenverschiebung)

P = U * I * cos(phi) [in W]
(anzuwenden im Wechselstromkreis mit Phasenverschiebung phi zwischen Strom und Spannung)

Alternative Formeln sind durch Verknüpfung mit dem ohmschen Gesetz (R= U/I) ebenfalls nutzbar:

P = I² * R und P = U² / R

Die Scheinleistung S wird analog zur Wirkleistung berechnet, allerdings – da es sich um eine Leistung im Wechselstrombereich handelt – müssen die Effektivwerte (quadratische Mittelwerte) von Strom und Spannung herangezogen werden.

Für die noch verbleibende Blindleistung Q sind zuvor Wirk- und Scheinleistung zu bestimmen. Es gilt dann:

Q = Wurzel aus (S² - P²)

 

Praxisbespiel für die Berechnung der elektrischen Leistung

Für die Beheizung einer bestimmten Wassermenge wurde eine Wirkleistung (als Heizleistung) von 1000 W festgelegt. Bei einer Betriebsspannung von 230V kann durch Umkehrung der Formel zu I = P / U die erforderliche Strombelastbarkeit der Zuleitungen bestimmt werden:

I = P / U
= 1000 W / 230 V
= 4,35 A

(Da es sich bei Heizelementen um eine nahezu ohmsche Last handelt, kann die Phasenverschiebung als gegen Null gehend angenommen werden und findet hier keine Berücksichtigung.)

 

Was versteht man unter elektrische Leistung?

„Leistung“ steht ganz allgemein zunächst für eine Energiemenge, die pro Zeiteinheit zugeführt oder umgewandelt wird. Als „Elektrische Leistung“ wird Leistung immer dann bezeichnet, wenn die zugeführte oder umgewandelte Energie elektrischer Natur ist.

(Anmerkung: Energie verbraucht sich nicht, sie kann lediglich - gewollt oder ungewollt - in andere Energieformen umgewandelt werden.)

 

Welche Arten elektrischer Leistung gibt es?

Bei der Definition elektrischer Leistungen muss berücksichtigt werden, ob die zugeführte elektrische Energie als konstant betrachtet wird (Gleichstrombetrachtung) oder ob sie sich im zeitlichen Verlauf periodisch, zum Beispiel sinusförmig ändert (Wechselstrombetrachtung). Entsprechend ergeben sich folgende Arten elektrischer Leistungen:

• Die Wirkleistung P beschreibt die tatsächlich innerhalb einer bestimmten Zeiteinheit umgesetzte Energie. Die physikalische Einheit der Wirkleistung ist das Watt (W).

Die Wirkleistung ist sowohl in Gleichstromanwendungen als auch in Wechselstromanwendungen relevant. Vereinfacht lässt sie sich auch als Wärme- oder Lichtentwicklung begreifen.

• Die Scheinleistung S dagegen ist nur bei Wechselstrom relevant. Sie wird mitunter auch als Anschlussleistung bezeichnet und zur besseren Unterscheidung von der Wirkleistung in Voltampere (SI-Einheit VA) angegeben.

Die Scheinleistung berücksichtigt dabei insbesondere die Kurvenform von angelegter Spannung und eingespeistem Strom. Die Kurvenform kann insbesondere auch durch induktive oder kapazitiven Verbraucher wie zum Beispiel Motoren beeinflusst werden.

• Die Blindleistung Q als dritte Art elektrischer Leistung tritt ebenfalls nur bei Wechselstromanwendungen auf. Sie ist unerwünscht, da sie nicht nutzbare Energie darstellt, die beispielsweise beim Auf- und Abbau magnetischer Felder nicht vermieden werden kann. Auch wenn die Blindleistung, deren Einheit das „var“ ist, nicht genutzt werden kann, so spielt sie doch für die richtige Dimensionierung der Stromleiter eine wesentliche Rolle.

 

Wofür ist die Berechnung der elektrischen Leistung von Bedeutung?

Wichtig sind Leistungsberechnungen immer, wenn es um die Auslegung oder Auswahl von Bauteilen in elektrischen Stromkreisen geht. Die am jeweiligen Bauteil (Zuleitung, Verbraucher, Wicklung, etc.) zu erwartende Leistung bestimmt wesentlich die Dimensionierung. Falsche Bauteilauswahl oder falsche Dimensionierung etwaiger Kühlflächen können schnell zu Überhitzungen und in der Folge zu Sach- und Personenschäden führen.

 



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