Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wirkungsgrad und Scheinleistung


von Markus O. (markusjo)


Lesenswert?

Moin, moin,

ich habe gerade Probleme damit den Unterschied zwischen Wirkungsgrad und 
Scheinleistung zu begreifen.

Aufgefallen ist mir das als ich versucht habe die Scheinleistung zu 
berechnen.

geg.:
U = 400V
cos phi = 0,65
P = 2,5kW
eta = 0,9

Ich hatte
S = P / cos phi = 3,84
und
Pzu = Pab / eta = 2,7
probiert.

In der Annahme dass Pzu gleich S ist.

Ich komme nicht auf den Unterschied zwischen Pzu und Scheinleistung.

Bitte um Hilfe.

Danke.

: Verschoben durch Moderator
von Foto? (Gast)


Lesenswert?

Probieren??? Rechnen!!!

von Egon D. (Gast)


Lesenswert?

Markus O. schrieb:

> ich habe gerade Probleme damit den Unterschied zwischen
> Wirkungsgrad und Scheinleistung zu begreifen.

Der WIRKUNGS -grad gibt an, welcher Anteil der
aufgenommenen elektrischen Wirk -Leistung sich in Form
mechanischer Leistung an der Motorwelle wiederfindet.
Er setzt elektrische und mechanische Wirk -leistung ins
Verhältnis. ("Wirkleistung macht heiss und kaputt".)

Die SCHEIN -leistung gibt an, welche elektrische
Leistung der Motor scheinbar aus dem Netz aufnimmt.
Diese ist NICHT identisch mit der tatsächlich
aufgenommenen elektrischen Wirkleistung, weil ein Teil
der elektrischen Leistung -- nämlich die Blindleistung --
zwischen Motor und Netz hin- und herpendelt.
Der cos_phi setzt zwei rein elektrische Größen zueinander
ins Verhältnis.


> Aufgefallen ist mir das als ich versucht habe die
> Scheinleistung zu berechnen.
>
> geg.:
> U = 400V
> cos phi = 0,65
> P = 2,5kW
> eta = 0,9

Okay.


> Ich hatte
> S = P / cos phi = 3,84
> und
> Pzu = Pab / eta = 2,7
> probiert.

Jede Formel für sich genommen stimmt, aber das ist m.E.
die falsche Reihenfolge.

Die angegebene Nennleistung ist die mechanische Leistung
an der Motorwelle; bei eta=0.9 muss elektrisch eine
Leistung von 2.78kW aufgenommen werden.

Die Scheinleistung muss jetzt m.E. aus der insgesamt
aufgenommenen elektrischen (Wirk-)Leistung und dem cos_phi
berechnet werden.


> In der Annahme dass Pzu gleich S ist.

Nein -- wieso sollte?

P_zu ist die zugeführte Wirkleistung; S ist die aufgenommene
Scheinleistung.


> Ich komme nicht auf den Unterschied zwischen Pzu und
> Scheinleistung.

Der "Unterschied" ist genau die Blindleistung :)

HTH

von Markus O. (markusjo)


Lesenswert?

Hallo und vielen Dank :)

Dass P_zu die Wirkleistung aus dem Leistungsdreieck ist, wurde mir 
gerade beim Spaziergang mit meinem Hund klar :D
So ist das andere jetzt auch nicht mehr verwirrend.

Danke noch einmal :)

Gruß

von Einer (Gast)


Lesenswert?

Markus O. schrieb:
> ich habe gerade Probleme damit den Unterschied zwischen Wirkungsgrad und
> Scheinleistung zu begreifen.

Die drei Parameter Wirkleistung, Blindleistung und Scheinleistung sind 
ausschließlich auf der elektrischen Seite.

Der Parameter Wirkungsgrad beschreibt den Zusammenhang zwischen der 
elektrischen und der mechanischen Seite.

Der Wirkungsgrad gibt an wieviel der zugeführten elektrischen 
Wirkleistung in mechanische Leistung umgewandelt wird. Der Rest der 
elektrischen Wirkleistung wird in Wärme umgewandelt.

Mechanische Leistung plus (unerwünschte) Wärmeleistung ergeben in der 
Summe die elektrische Wirkleistung.

Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis von mechanischer Leistung zur 
elektrischen Wirkleistung.

Auf der elektrischen Seite gilt:

  S² = P² + Q²

mit S für Scheinleistung, P für Wirkleistung und Q für Blindleistung.

Oft findet man im Internet ein Bierglas mit Schaum zur Erklärung der 
drei elektrischen Größen. Dieses Bierglas-Beispiel ist aber komplett 
falsch, da in der elektrischen Realität Wirkleistung und Blindleistung 
quadratisch addiert werden, und nicht linear, wie mit dem Bierglas 
suggeriert!

von Hannes M. (hannes69)


Lesenswert?

Du hast nen Motor, und betreibst den mit einer sinusförmigen Spannung, 
es stellt sich ein sinusförmiger Strom ein, jeweils kann man den 
Effektivwert nehmen, beide multiplizieren, dann hat man ne Leistung.
Diese Leistung wird aber nicht vollständig im Motor in dessen Drehung 
umgesetzt, sondern nur teilweise.
Dabei gibts dann zwei verschiedene Phänomene, die man nicht in einen 
Topf werfen sollte (was du vermutlich an der Stelle tust ;) ).

Das eine ist die Sache mit dem Wirkungsgrad.
Der Motor funktioniert nicht perfekt, er hat Verluste. Nicht die gesamte 
aufgenommene Leistung landet im gewünschten 'Effekt' (hier die Drehung), 
sondern der Motor erwärmt sich nebenbei auch beispielsweise.
Der Wirkungsgrad bildet also ab, welchen Anteil der zugeführten Leistung 
in dem Sinne 'wirklich genutzt' werden kann.

Die andere Sache ist die Blindleistung.
Der Strom des Motors (sinusförmig) hat nicht die gleiche Phasenlage wie 
seine Spannung (sinusförmig), die größe dieses Versatze steckt im 
Phasenwinkel phi, zm Rechnen braucht man dann den cos davon.
Wirkleistung hat man nur für den Anteil der Scheinleistung, wo Spannung 
und  Strom die gleiche Phasenlage haben.
Dieser im Motor nicht nutzbare Anteil der Scheinleistung, die 
Blindleistung, muss von den Stromerzeugern aufgebracht werden und bildet 
sich in einem Blindstromanteil ab, der zwischen Kraftwerk und 
Verbraucher fließt. Da die Stromnetze nicht verlustlos sind, führen 
diese Ströme dann zu Verlusten auf Seiten der Netzbetreiber.

Gemeinsam haben also beide Phänomene, dass nicht das komplette Produkt 
aus Spannung und Strom eingangs des Motors auch an der Motorwelle 
ankommt. und der Unterschied liegt in dem, wo der 'verlorene' Anteil 
lokalisiert ist.

Im Sinne von Kosten (beim Privatstromkunden): Ein hoher Wirkungsgrad 
senkt die Rechnung des Kunden, ein hoher cos phi die Kosten des 
Netzbetreibers/Kraftwerks.

Ein industrieller Kunde, der möglicherweise auch Blindleistung bezahlen 
muss, muss beides berücksichtigen.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.