{"id":348,"date":"2016-02-01T11:28:45","date_gmt":"2016-02-01T10:28:45","guid":{"rendered":"https:\/\/enbau-online.ch\/heizung-lueftung-elektrizitaet\/?p=348"},"modified":"2020-08-28T09:47:28","modified_gmt":"2020-08-28T07:47:28","slug":"8-1-begriffe-beim-wechselstrom","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/enbau-online.ch\/heizung-lueftung-elektrizitaet\/8-1-begriffe-beim-wechselstrom\/","title":{"rendered":"8.1 Begriffe beim Wechselstrom"},"content":{"rendered":"<h2 class=\"Title-1_sub\"><span class=\"Title_Number\">8.1.1<\/span> Schein-, Wirk- und Blindleistung<\/h2>\n<p class=\"Bodytext\">Motoren, Drosselspulen usw. ben\u00f6tigen Drahtwicklungen. Wird eine solche Spule von Wechselstrom durchflossen, so stellt sich infolge der Selbstinduktion (\u00abelektromagnetische Tr\u00e4gheit\u00bb) eine gewisse Versp\u00e4tung des Stroms gegen\u00fcber der Spannung, die <span class=\"Italic\">Phasenverschiebung<\/span><a id=\"_idIndexMarker000\"><\/a><span class=\"Italic\">, <\/span>ein (Bild 8.1). Bei einem solchen Ger\u00e4t wird der fliessende Strom nicht vollst\u00e4ndig zur Umwandlung in Arbeit genutzt. Der <a id=\"_idIndexMarker001\"><\/a><span class=\"Italic\">Wirkfaktor <\/span>cos <span style=\"font-family: minion pro;\">\u03c6<\/span> ist bei sinusf\u00f6rmigen Str\u00f6men und Spannungen das Verh\u00e4ltnis zwischen dem Arbeit leistenden Wirkstrom und dem in den Leitern fliessenden Gesamtstrom.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"_idGenObjectAttribute-1 alignnone\" src=\"\/images\/HLE-Web-2020\/chap_08_NEU-web-resources\/image\/M_1_008_001.png\" alt=\"\" \/><\/p>\n<p class=\"Figure_Caption ParaOverride-1\" lang=\"fr-FR\">Bild 8.1 Spannung und Strom als Funktion der Zeit<\/p>\n<p class=\"Bodytext\">Die <a id=\"_idIndexMarker002\"><\/a><span class=\"Italic\">Scheinleistung S<\/span> ist:<\/p>\n<ul>\n<li class=\"Item\">beim Einphasenwechselstrom<\/li>\n<\/ul>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"_idGenObjectAttribute-1 alignnone\" src=\"\/images\/HLE-Web-2020\/chap_08_NEU-web-resources\/image\/eq_8-1.png\" alt=\"\" \/><\/p>\n<p class=\"Structure_Infotext\"><span class=\"Italic\">S<\/span> Scheinleistung in VA<br \/>\n<span class=\"Italic\">U<\/span> Spannung zwischen Phase und Neutralleiter, ca. 230 V<br \/>\n<span class=\"Italic\">I<\/span> Stromst\u00e4rke in A<\/p>\n<ul>\n<li class=\"Item ParaOverride-2\">beim Drehstrom (Dreiphasenwechselstrom)<\/li>\n<\/ul>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"_idGenObjectAttribute-1 alignnone\" src=\"\/images\/HLE-Web-2020\/chap_08_NEU-web-resources\/image\/eq_8-2.png\" alt=\"\" \/><\/p>\n<p class=\"Structure_Infotext\"><span class=\"Italic\">U<\/span> Spannung zwischen zwei Phasen, ca. 400 V<\/p>\n<p class=\"Bodytext\">Die Spannung <span class=\"Italic\">U<\/span> und die Stromst\u00e4rke <span class=\"Italic\">I<\/span> sind Effektivwerte (quadratische Mittelwerte), wie sie von guten Mess\u00adger\u00e4ten abgelesen werden (Bild 8.2). Die Einheit f\u00fcr die Scheinleistung wird als Volt\u00b7Amp\u00e8re geschrieben.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"_idGenObjectAttribute-1 alignnone\" src=\"\/images\/HLE-Web-2020\/chap_08_NEU-web-resources\/image\/M_1_008_002.png\" alt=\"\" \/><\/p>\n<p class=\"Figure_Caption ParaOverride-4\" lang=\"fr-FR\">Bild 8.2 Messung des Stroms<\/p>\n<p class=\"Bodytext\">Die <span class=\"Italic\">Wirkleistung <\/span><a id=\"_idIndexMarker003\"><\/a><span class=\"Italic\">P<\/span> ist in jedem Fall:<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"_idGenObjectAttribute-1 alignnone\" src=\"\/images\/HLE-Web-2020\/chap_08_NEU-web-resources\/image\/eq_8-3.png\" alt=\"\" \/><\/p>\n<p class=\"Structure_Infotext\"><span class=\"Italic\">P<\/span> Wirkleistung in W<\/p>\n<p class=\"Bodytext_Space-Top\">Die Einheit f\u00fcr die Wirkleistung ist Watt. Die \u00fcblichen Z\u00e4hler messen die Wirkenergie in der Einheit kWh. Die Wirkenergie ist raumklimatisch eine interne Last. Der Wirkfaktor cos <span style=\"font-family: minion pro;\">\u03c6<\/span> betr\u00e4gt im Mittel etwa:<\/p>\n<ul>\n<li class=\"Item\">bei Widerst\u00e4nden, Gl\u00fchlampen 1;<\/li>\n<li class=\"Item\">bei Asynchron-Motoren 0,85 bis 0,90;<\/li>\n<li class=\"Item\">bei Fluoreszenzlampen mit konventionellen<br \/>\nVorschaltger\u00e4ten<a id=\"_idIndexMarker004\"><\/a> 0,5, mit elektronischen Vorschaltger\u00e4ten 1,0:<\/li>\n<li class=\"Item\">bei den meisten elektronischen Ger\u00e4ten ungef\u00e4hr 1,0.<\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"Bodytext\">Die <span class=\"Italic\">Blindleistung<\/span><a id=\"_idIndexMarker005\"><\/a> ist:<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"_idGenObjectAttribute-1 alignnone\" src=\"\/images\/HLE-Web-2020\/chap_08_NEU-web-resources\/image\/eq_8-4.png\" alt=\"\" \/><\/p>\n<p class=\"Structure_Infotext\"><span class=\"Italic\">Q<\/span> Blindleistung in VAr<\/p>\n<p class=\"Bodytext_Space-Top\">Die Blindleistung bringt den kWh-Z\u00e4hler nicht zum Drehen, sie erzeugt aber das magnetische Feld in den Spulen. Auch der Blindstrom fliesst durch das Netz und muss bei dessen Bemessung ber\u00fccksichtigt werden. Er verursacht dort ohmsche Verluste. Blindenergiez\u00e4hler messen in der Einheit kVArh (kilo \u00b7 Volt \u00b7 Amp\u00e8re reaktiv \u00b7 Stunde). Die beschriebene Phasenverschiebung kann durch eine Phasenverschiebung mit umgekehrtem Vorzeichen kompensiert werden. Dies erfolgt mittels entsprechend bemessener Kondensatoren. Die Blindenergie wird bei Grossbez\u00fcgern gemessen und verrechnet. Da sie beachtliche Kosten verursachen kann, wird oft eine Blindstromkompensation eingebaut.<\/p>\n<h2 class=\"Title-1\"><span class=\"Title_Number\">8.1.2<\/span> Leistungs- und <a id=\"_idIndexMarker006\"><\/a>Crest-Faktor<\/h2>\n<p class=\"Bodytext\">Viele elektronische Ger\u00e4te, wie beispielsweise PCs oder LED-Lampen, ben\u00f6tigen Gleichstrom mit einer anderen Spannung als das Elektrizit\u00e4tsnetz. Ein sogenanntes <span class=\"Italic\">Schaltnetzteil<\/span> wandelt nun die Eingangsspannung in eine Gleichspannung des neuen Niveaus um. Dabei wird die Netzspannung zuerst gleichgerichtet, dann in eine Wechselspannung hoher Frequenz gewandelt, transformiert und zuletzt wieder gleichgerichtet. Das umst\u00e4ndlich scheinende Verfahren hat Vorteile hinsichtlich Effizienz und Gewicht gegen\u00fcber konventionellen Netzteilen mit 50 Hertz-Transformator.<\/p>\n<p class=\"Bodytext\">Beim Bezug von nicht sinusf\u00f6rmigem Strom, insbesondere bei elektronischen Ger\u00e4ten mit <a id=\"_idIndexMarker007\"><\/a>Schaltnetzteil, wird das Verh\u00e4ltnis zwischen Wirkleistung und Scheinleistung als <span class=\"Italic\">Leistungsfaktor<\/span><a id=\"_idIndexMarker008\"><\/a> \u03bb bezeichnet. Er erfasst, zus\u00e4tzlich zur Phasenverschiebung, auch die \u2013 die Sinusform verzerrenden \u2013 Oberwellen des Stroms. F\u00fcr Messungen und f\u00fcr die Belastung der Stromversorgung ist aber vor allem der Scheitelfaktor wichtig (englisch crest factor, auch deutsch Crest-Faktor). Er ist das Verh\u00e4ltnis von Scheitelwert zu Effektivwert einer Wechselgr\u00f6sse, hier also des fliessenden Stroms. Der stossartige Strombezug durch Gleichrichter und Gl\u00e4ttungskondensatoren kann zu Crest-Faktoren von 5 und mehr f\u00fchren (sinusf\u00f6rmiger Strom: 1,41). Bei hohem Crest-Faktor ist der Maximalwert des Stroms wesentlich h\u00f6her, als die Wirkleistung erwarten l\u00e4sst (Bild 8.3). Leitungen, Netztransformatoren, unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) und Messger\u00e4te m\u00fcssen die Spitzenstr\u00f6me aushalten. Bei hohen Leistungen (z.B. Frequenzumrichter f\u00fcr Motoren) k\u00f6nnen Ger\u00e4te mit Leistungsfaktorkorrektur (englisch power factor correction, PFC) den Crest-Faktor vermindern.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-893 alignnone\" src=\"https:\/\/enbau-online.ch\/heizung-lueftung-elektrizitaet\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2020\/07\/M_1_008_003-300x124.png\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"124\" srcset=\"https:\/\/enbau-online.ch\/heizung-lueftung-elektrizitaet\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2020\/07\/M_1_008_003-200x83.png 200w, https:\/\/enbau-online.ch\/heizung-lueftung-elektrizitaet\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2020\/07\/M_1_008_003-300x124.png 300w, https:\/\/enbau-online.ch\/heizung-lueftung-elektrizitaet\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2020\/07\/M_1_008_003-400x165.png 400w, https:\/\/enbau-online.ch\/heizung-lueftung-elektrizitaet\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2020\/07\/M_1_008_003-600x248.png 600w, https:\/\/enbau-online.ch\/heizung-lueftung-elektrizitaet\/wp-content\/uploads\/sites\/3\/2020\/07\/M_1_008_003.png 671w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/p>\n<p class=\"Figure_Caption ParaOverride-6\" lang=\"fr-FR\">Bild 8.3 Spannung (sinus-\u00e4hnliche Kurve) und Strom (Zackenkurve) mit hohem Crest-Faktor im 230 V-Netzanschluss einer LED-Lampe (Oszilloskop-Bild Nipkow)<\/p>\n<h2 class=\"Title-1 ParaOverride-7\"><span class=\"Title_Number\">8.1.3<\/span> Leistung von Apparaten<\/h2>\n<p class=\"Bodytext\">Die Leistung wird auf dem Typenschild angegeben. Dieses ist oft hinten, unten oder gar innen zu finden. Bei Motoren ist die Bedeutung dieser <span class=\"Italic\">Nennleistung <\/span>verschieden:<\/p>\n<ul>\n<li class=\"Item\">Bei kleinen Ger\u00e4ten, deren Motor und Arbeitsorgan eine Einheit bilden (Umw\u00e4lzpumpen, K\u00fchlschr\u00e4nke), ist die Nennleistung die maximale aufgenommene elektrische Leistung wie bei vielen anderen Ger\u00e4ten.<\/li>\n<li class=\"Item\">Bei Antriebsmotoren von Ventilatoren, Aufz\u00fcgen usw. (Norm-Motoren) bedeutet die Nennleistung die an der Welle abgegebene mechanische Leistung.<\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"Bodytext\">Die im normalen Betrieb auftretende Leistung ist oft wesentlich kleiner als die Nennleistung. Zur groben Leistungsermittlung gen\u00fcgen manchmal Sch\u00e4t\u00ad\u00adzungen anhand des Typenschilds. Bei Ventilatoren und gr\u00f6sseren Umw\u00e4lzpumpen liegt die tats\u00e4chlich aufgenommene elektrische Leistung meist zwischen 50 und 100\u00a0% der angegebenen Wellenleistung. Alle aktuellen Nassl\u00e4ufer-Umw\u00e4lzpumpen (Motor und Pumpe fest zusammengebaut) und viele kleinere Ventilatoren sind mit elektronischen Leistungs- bzw. Drehzahlregelungen ausgestattet. Die effektive Leistungsaufnahme liegt deshalb oft weit unter dem Maximalwert gem\u00e4ss Typenschild. Das Merkblatt [SIA 2056] liefert detaillierte Informationen zur Leistungsaufnahme von Ger\u00e4ten und Apparaten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>8.1.1 Schein-, Wirk- und Blindleistung Motoren, Drosselspulen usw. ben\u00f6tigen Drahtwicklungen. Wird eine solche Spule von Wechselstrom durchflossen, so stellt sich infolge der Selbstinduktion (\u00abelektromagnetische Tr\u00e4gheit\u00bb) eine gewisse Versp\u00e4tung des Stroms gegen\u00fcber der Spannung, die Phasenverschiebung, ein (Bild 8.1). Bei einem solchen Ger\u00e4t wird der fliessende Strom nicht vollst\u00e4ndig zur Umwandlung in Arbeit genutzt. 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