Drehstrom-Leistungsrechner

Dreiphasige Wechselstromleistung (AC) ist weltweit die Standardmethode zur Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie. Im Gegensatz zur Einphasenleistung, die Energie in einer einzelnen pulsierenden Welle liefert, überträgt Drehstrom Energie in drei überlappenden Sinuswellen, die um 120 Grad versetzt sind. Dadurch entsteht ein gleichmäßiger, konstanter Leistungsfluss, Motoren können effizienter starten und laufen, und Leiter lassen sich über lange Übertragungsstrecken wirtschaftlicher nutzen. Die drei grundlegenden Größen eines Drehstromsystems sind die Scheinleistung S (gemessen in Voltampere, VA), die Wirkleistung P (gemessen in Watt, W) und die Blindleistung Q (gemessen in Voltampere reaktiv, VAR). Die Scheinleistung ist die Gesamtrate, mit der Energie an die Last geliefert wird; die Wirkleistung ist der Anteil, der nützliche Arbeit verrichtet, etwa Heizen, Beleuchten oder das Antreiben einer Motorwelle; und die Blindleistung ist die Energie, die zwischen Quelle und induktiven oder kapazitiven Elementen schwingt, ohne über einen vollständigen Zyklus Nettoarbeit zu leisten. Die wichtigsten Formeln für ein symmetrisches Drehstromsystem lauten S = √3 × V_L × I_L, P = S × cos(φ) und Q = S × sin(φ), wobei V_L die Außenleiterspannung, I_L der Leiterstrom und φ der Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom ist. Der Leistungsfaktor PF = cos(φ) = P/S quantifiziert, wie effizient der zugeführte Strom in nutzbare Arbeit umgewandelt wird. Dieser Rechner akzeptiert drei der vier Haupteingaben — Leiterspannung, Leiterstrom, Wirkleistung und Leistungsfaktor — und berechnet alle übrigen Größen. Die Ergebnisse umfassen Schein-, Wirk- und Blindleistung sowohl in Basiseinheiten als auch in Kiloeinheiten, den Leistungsfaktor und den Phasenwinkel in Grad. Damit eignet sich das Tool zur Dimensionierung elektrischer Kabel und Schaltanlagen, zur Prüfung von Motorlasten, zur Berechnung von Anforderungen an die Leistungsfaktorkorrektur und zur Überprüfung von Versorgungsabrechnungen. Drehstromsysteme werden durch zwei Anschlussarten gekennzeichnet: Stern und Dreieck. In einer Sternschaltung beträgt die Phasenspannung V_L/√3 und der Phasenstrom entspricht dem Leiterstrom; in einer Dreieckschaltung entspricht die Phasenspannung der Leiterspannung und der Phasenstrom ist I_L/√3. Für symmetrische Lasten gelten die Drehstromformeln mit Leitungsgrößen für beide Topologien, weshalb dieser Rechner V_L und I_L direkt verwendet. Unsymmetrische Lasten erfordern eine phasenweise Analyse und liegen außerhalb des Umfangs dieses Tools.