Leistungsmessung

Bei der Leistung unterscheidet man zwischen Wirkleistung (P), Scheinleistung (S) und Blindleistung (Q). Dementsprechend unterscheidet man auch bei der Leistungsmesstechnik zwischen der Messung der Wirk- und Scheinleistung. Im einfachsten Fall kann die Leistung aus der Multiplikation von Spannung und Strom ermittelt werden. Generell werden alle Leistungsmessungen mit Wattmetern durchgeführt.


Ermittlung der Leistung aus Strom und Spannung: Bei Gleichstrom berechnet sich die elektrische Leistung aus dem Produkt von Spannung (U) und Strom (I), bei Wechselströmen kann die Leistung aus den Effektivwerten errechnet werden. Die einfachste Methode der Leistungsmessung ist die U-I-Messung mit getrennter Ermittlung von Strom und Spannung, gefolgt von der Multiplikation beider Werte.

Bestimmung von Wirk- und Blindleistung

Bestimmung von Wirk- und Blindleistung

Wirkleistungsmessung: In Wechselstromnetzen tritt häufig eine Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung auf. Das Leistungsdreieck zeigt die Zusammenhänge. Bei einer Leistungsermittlung mit einfacher U-I-Messung, erhält man nicht die Wirkleistung, sondern die Scheinleistung mit der Einheit Voltampere (VA), da die Messgeräte die Phasenverschiebung nicht messen können. Berücksichtigt man den Phasenverschiebungswinkel (griechisch Phi), so erhält man die Wirkleistung in Watt (W). Nach den Gesetzen der Winkelfunktionen ist der Kosinus Phi das Verhältnis von Wirkleistung zu Scheinleistung. Dieses Verhältnis wird als Leistungsfaktor bezeichnet. Die Wirkleistung kann mit elektrodynamischen Messwerken ermittelt werden.

Die Wirkleistungsmessung erfolgt durch die Produktbildung aus der Spannung, dem Strom in dem entsprechenden Zweig und Kosinus Phi. Elektrodynamische Messgeräte zeigen dieses Produkt an. Bei der Messung ist die Klemmenbezeichnung von Strom- und Spannungspfad zu beachten, die bei den meisten Tischgeräten auf dem Gehäuse aufgedruckt ist. Zur Messung der Wirkleistung werden heute zunehmend digitale Messgeräte verwendet, die mit einem Prozessor ausgestattet sind. Diese Geräte zeigen auch den Leistungsfaktor Cosinus Phi an.

Leistungszeigerdiagramm mit Wirk-, Blind- und Scheinleistung

Leistungszeigerdiagramm mit Wirk-, Blind- und Scheinleistung

Blindleistungsmessung: Wie bereits erläutert, kann die Blindleistung mit Hilfe der Winkelfunktionen wie folgt berechnet werden: Sin Phi = Blindleistung (Q) dividiert durch Scheinleistung (S).

Verschiebt man den Kosinus um 90 Grad, so erhält man den Sinus. Soll mit einem Wirkleistungsmesser die Blindleistung gemessen werden, muss deswegen die Phase um 90 Grad verschoben werden. Hierzu wird im Spannungspfad ein induktiver oder kapazitiver Widerstand eingesetzt.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Leistungsmessung
Englisch: power measurement
Veröffentlicht: 21.03.2011
Wörter: 348
Tags: #Messungen
Links: Blindleistung, Digital, Gehäuse, Gleichstrom, Leistung