Grundlagen Der Leistungsmessung (Leistung, Oberschwingungen Und Rlc Bei Ac-Schaltungen); Dc-Leistung - YOKOGAWA WT3000 Benutzerhandbuch

Anhang 4
Leistung
Anh-14
Grundlagen der Leistungsmessung
(Leistung, Oberschwingungen und RLC
bei AC-Schaltungen)
Dieser Abschnitt beschreibt Grundlagen der Leistungsmessung, der Oberschwingungs-
analyse und der R/L/C-Parameter von AC-Schaltungen.
Elektrische Energie wird in verschiedenen Formen z.B. Wärme bei einer elektrischen
Heizung, Rotationsenergie zum Antrieb von Motoren und Licht bei Beleuchtungsanlagen
verwendet. Leistung (elektrische Leistung) verkörpert ein Maß an Arbeit, das die Elektri-
zität (elektrische Energie) an diesen Lasttypen in einer bestimmten Zeit ausführt. Die
Einheit der Leistung ist W (Watt). Wenn die Arbeit von 1 Joule während einer Zeit von
1 Sekunde ausgeübt wird, ist die elektrische Leistung gleich 1 W.

• DC-Leistung

DC-Leistung P [W] kann aus dem Produkt der angelegten Spannung U [V] und dem
Strom I [A] ermittelt werden.
P = UI [W]
In nachstehender Abbildung wird die in obiger Formel angegebene Energie aus der
Leistungsquelle entnommen und im Lastwiderstand R [Ω] in jeder Sekunde ver-
braucht.
I
U
• AC (Wechselstrom)
Bei der von den Elektrizitätswerken gelieferten Elektrizität handelt es sich um sinus-
förmigen Wechselstrom. Die Amplitude eines AC-Signals kann in Größen des Augen-
blickswertes, Maximum-Wertes, Effektivwertes und Mittelwertes ausgedrückt werden.
Im allgemeinen wird sie als Effektivwert angegeben.
Der Augenblickswert eines sinusförmigen Wechselstroms i wird in der Form I
: max. Wert des Stroms; ω: Winkelgeschwindigkeit mit ω = 2πf; f: Fre-
ausgedrückt (I
m
quenz des sinusförmigen Wechselstroms). Der Heizeffekt dieses Wechselstroms* ist
2
proportional zu i und schwankt gemäß folgender Abbildung.
* Bezieht sich auf elektrische Energie, die aufgrund des durch den Widerstand fließenden
Stroms in Wärmeenergie umgewandelt wird.
2
2
I
i m
I
m
π
i = I
Der Rms-Wert (Effektivwert) ist der Wert des DC-Signals, das die gleiche Wärmewir-
kung erzeugt wie das AC-Signal. Wird der Wert des DC-Signals, das die gleiche Wär-
mewirkung erzeugt, mit I bezeichnet, gilt
I = Mittelwert von i
Da dieser Wert gleich der Quadratwurzel der Augenblickswerte über 1 Periode ist,
wird der Effektivwert allgemein durch die Abkürzung 'rms' gekennzeichnet.
R
Gleiche Fläche
Rms-
Mittelwert von i
Wert I
ωt
2π
sinωt
m
2
über 1 Periode =
2
2 π
1
2
ω
i d t
=
π
2
0
sinωt
m
I
m
2
IM 760301-01D(2)