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Die elektrische Leistung ist eine physikalische Größe, die angibt, wie viel elektrische Energie pro Zeiteinheit umgesetzt oder übertragen wird. Sie wird in der Einheit Watt (W) gemessen und ist ein wichtiger Parameter in der Elektrotechnik. Die elektrische Leistung kann auf verschiedene Arten berechnet werden, abhängig von den gegebenen Größen und den spezifischen Zusammenhängen.

Gleichstromleistung

Für den Fall eines Gleichstromkreises kann die Leistung P (in Watt) basierend auf der Spannung U (in Volt) und dem Strom I (in Ampere) mit der folgenden Formel berechnet werden:

P = U * I

Die Gleichstromleistung ergibt sich also aus dem Produkt aus Spannung und Stromstärke.

Wechselstromleistung

Bei Wechselstromkreisen ist die Berechnung der Leistung etwas komplexer, da der Strom und die Spannung zeitabhängig sind. In einer Wechselstromschaltung besteht die elektrische Leistung aus drei Komponenten:

Scheinleistung

Die Scheinleistung repräsentiert die Gesamtleistung in einer Wechselstromschaltung, einschließlich der Wirkleistung und Blindleistung. Die Scheinleistung gibt an, wie viel Leistung in einem idealen Verbraucher, der den Wechselstrom vollständig nutzt, verbraucht oder geliefert wird. Sie wird mathematisch als das Produkt aus effektiver Spannung (Ueff) und effektivem Strom (Ieff) berechnet:

S = Ueff * Ieff

Wirkleistung

Zusätzlich zur Scheinleistung wird die Wirkleistung P (in Watt) betrachtet, die angibt, wie viel Leistung tatsächlich genutzt wird. Die Wirkleistung wird durch den Leistungsfaktor cos(φ) korrigiert, wobei φ der Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom ist. Die Wirkleistung kann wie folgt berechnet werden:

P = S * cos(φ)

Die Wirkleistung ist die tatsächlich nutzbare Leistung, während der Leistungsfaktor den Grad der Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom angibt. Der Leistungsfaktor liegt immer zwischen 0 und 1, wobei ein Leistungsfaktor von 1 bedeutet, dass Spannung und Strom phasengleich sind.

Blindleistung

Die Blindleistung Q (in Voltampere reaktiv) gibt die Leistung an, die zwischen Erzeuger und Verbraucher hin- und herfließt, ohne tatsächlich genutzt zu werden. Die Blindleistung kann aus der Scheinleistung und der Wirkleistung berechnet werden:

Q = sqrt(S^2 - P^2)

Die Blindleistung ist insbesondere in Wechselstromnetzen wichtig, da sie die Übertragungseigenschaften beeinflusst.