| Blindleistung und Cos j |
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| Die bereits besprochene Leistung wird im Wechselstromkreis Scheinleistung
(S) genannt. Die Formel für die Scheinleistung lautet: S = U x I und
entspricht der vorangegangenen Formel (P = U x I), allerdings ist
sie ausschließlich für den Wechselstromkreis gültig. Scheinleistung
nennt man sie deshalb, weil es nur so scheint, daß ein Verbraucher
diese Leistung benötigt. Tatsächlich läßt sich die Scheinleistung
in Wirkleistung (P) und Blindleistung (Q) aufteilen. Durch die unterschiedliche
Phasenlage von P zu Q (90°) liegt S um den Winkel
j zu P verschoben: |
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Nach Pythagoras lautet
dann die Formel: |
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S2 = P2 + Q2 |
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| Die Wirkleistung (P) ist die tatsächlich vom Verbraucher benutze
Leistung, die Blindleistung (Q) ist eine Leistung die im ersten Augenblick
vom Gerät aufgenommen wird, dann allerdings sofort wieder an die Quelle
zurückgegeben wird. Sie pendelt damit fortlaufend zwischen Stromquelle
und Verbraucher und hat keinen realen Nutzen für den Verbraucher.
Im Schaubild läßt sich der negative Teil der Blindleistung leicht
erkennen: |
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Es ist die an die Stromquelle zurückgegebene Leistung. Verursacht
wird sie z.B. durch Vorschaltgeräte, die eine Phasenverschiebung
von Spannung (U) und Strom (I) bewirken. Hierzu zählen z.B. alle
Gasentladungslampen, wie sie auch in Scannern oder Verfolgern eingesetzt
werden. Ebenso getaktete Netzteile für Tonpulte oder Endstufen können
eine Phasenverschiebung verursachen. Diese Phasenverschiebung ist
meßbar, sie wird üblicherweise als Phasenverschiebungswinkel j bezeichnet.
In der Elektrotechnik stellen wir fest: Die Wirkleistung P entspricht
der Scheinleistung mal dem Cosinus des Phasenverschiebungswinkels
j:
Oder auch: |
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P = S x cos j
P = U x I x cos j |
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| Damit muß cos j kleiner als 1 sein,
da sonst die Wirkleistung größere Werte als die Scheinleistung annehmen
könnte. |
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| Die Blindleistung ist für das Energieversorgungsunternehmen und
den Elektriker ein zusätzlicher Aufwand. Das E-Werk muß diese Leistung
ohne weiteren Nutzen erzeugen und der Elektriker muß seine Kabel um
den Faktor der Blindleistung größer dimensionieren. Allerdings gibt
es eine Möglichkeit, diese Blindleistung zu vermindern, da man entgegengesetzt
gerichtete Blindleistungen unterscheiden kann: die Blindleistung der
induktiven Verbraucher (um 90° nach oben verschoben) und die Blindleistung
der kapazitiven Verbraucher (um 90°verschoben). Hiermit kann die sogenannte
Blindleistungskompensation (Ausgleich) hergestallt werden. Geometrisch
betrachtet kann man sagen, daß sich die induktive Blindleistung um
die kapazitive Blindleistung vermindert. Die Gesamtblindleistung ist
nicht mehr so groß, der Winkel j reduziert
sich. |
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| Die Blindleistungskompensation wird mit Hilfe von Kondensatoren,
die (fast) rein kapazitiv reagieren, realisiert. Wird ein entsprechend
berechneter Kondensator z.B. in einen Scanner eingebaut, kann seine
Blindleistung auf fast null reduziert werden. |
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