Wirkleistung

Wirkleistung, auch reale oder aktive Leistung genannt, ist der Anteil der elektrischen Leistung, der tatsächlich in Arbeit oder Wärme umgewandelt wird. In Gleichstromkreisen ergibt sich P = VI. In Wechselstromkreisen mit sinusförmiger Spannung und Strom ist P = Vrms Irms cos(phi), wobei phi der Phasenverschiebungswinkel zwischen Spannung und Strom ist und cos(phi) den Leistungsfaktor darstellt.

Wirkleistung unterscheidet sich von Scheinleistung S (gemessen in Volt-Ampere, VA) und Blindleistung Q (gemessen in Var). S entspricht dem Produkt von Vrms und Irms, unabhängig davon, ob Arbeit geleistet wird. Die Beziehungen sind S = sqrt(P^2 + Q^2) und cos(phi) = P/S. Bei nicht-sinusförmigen Spannungen oder Strömen kann P als der durchschnittliche Wert von v(t)i(t) über eine Periode definiert werden.

Lastarten und Messung: Widerstände besitzen typischerweise cos(phi) ≈ 1, was zu maximaler Wirkleistung führt. Induktive Lasten verursachen eine zeitliche Phasenverschiebung, die zu Blindleistung führt, während kapazitive Lasten eine führende Phasenverschiebung erzeugen können. Messungen erfolgen mit Wattmessern, die die Wirkleistung erfassen, während Schein- und Blindleistung durch weitere Messungen bzw. Analyse (z. B. Energiemessung, Leistungskreise) bestimmt werden.

Drei Phasen: Bei symmetrischen, dreiphasigen Systemen ergibt sich P = √3 V_LL I_L cos(phi) = 3 V_phase I_phase cos(phi). Die zugehörigen Größen S = √3 V_LL I_L und Q = √3 V_LL I_L sin(phi) beschreiben Schein- und Blindleistung. Für die Energiemenge über einen Zeitraum gilt E = P t.

Wirkleistung ist damit der Teil der elektrischen Leistung, der tatsächlich in nutzbare Arbeit oder Wärme umgewandelt wird.