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Power-Grundlagen
Leistung ist in der allgemeinen Physik Energie pro Zeiteinheit. Energie wiederum ist Kraft multipliziert über eine Distanz. Die Standard- oder SI-Einheit für Leistung ist Watt (W), während die SI-Einheit für Energie Joule (J) ist. Die Zeit wird normalerweise in Sekunden angegeben.
In der elektromagnetischen Physik stehen die Prinzipien, aber die Einheiten verschieben sich. Anstatt die Leistung als W = J ÷ s zu bestimmen, wird die Leistung als Produkt der Potentialdifferenz in Volt (V) und des Stroms in Ampere (I) ausgedrückt. Somit ist in diesem Schema W = V ⋅ I.
Aus diesen Gleichungen ist klar, dass ein Watt das gleiche ist wie ein Volt mal ein Ampere oder ein Voltampere (VA). Daraus folgt, dass ein Kilowatt (kW) dasselbe ist wie ein Kilovoltampere (kVA), wobei jede Seite der Gleichung durch 1.000 geteilt wird.
Dreiphasensysteme und Kiloeinheiten
In Wechselstromnetzen wird die Spannung häufig phasenweise abgegeben, da dies zur Reduzierung von Energieverlusten vorteilhaft ist. Diese Phasen erscheinen grafisch als Sinuswellen, wobei die Spannung über einen kurzen Zeitraum zyklisch ansteigt und abfällt. In einem Dreiphasensystem überlappen sich diese Sinuswellen, aber ihre Zyklen beginnen und enden zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Das Ergebnis ist, dass die Leistung in diesen Systemen nicht einfach das Produkt aus Spannung und Strom ist, sondern stattdessen (√3) (V ⋅ I).
Wenn Sie also mit einem Drehstrommotor arbeiten, ist die Beziehung zwischen kW und kVA:
kW = (√3) (kVA).
Beispiel
Angenommen, Sie haben eine dreiphasige Wechselstromquelle mit einer Spannung von 220 V und einem Strom von 40 A. Welche Leistung wird in Kilowatt angegeben?
Multiplizieren Sie zuerst die Spannung und den Strom, um rohe Voltampere zu erhalten:
(220 V) (40 A) = 8.800 VA
Dann multiplizieren Sie mit dem Normierungsfaktor für Dreiphasensysteme:
(√3) (880 VA) = 15.242 VA
Zuletzt dividiert durch 1.000, um die Antwort in kW (oder kVA) zu erhalten:
15.242 W ≤ 1.000 = 15,242 kW