Wirkleistungs

Wirkleistung, oft auch als aktive oder reale Leistung bezeichnet, ist die durchschnittliche Energie, die pro Zeiteinheit in einem elektrischen Stromkreis genutzt oder umgesetzt wird. Sie wird in Watt (W) gemessen. In Wechselstromsystemen ergibt sich die Wirkleistung aus dem Produkt der Effektivwerte von Spannung und Strom multipliziert mit dem Kosinus des Phasenwinkels zwischen Spannung und Strom: P = U_rms I_rms cos(phi). Dabei ist phi der Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom.

Zusammen mit der Scheinleistung S = U_rms I_rms (in VA) und der Reaktivleistung Q = U_rms I_rms sin(phi) bildet die Wirkleistung P die Realkomponente des Leistungsflusses: P^2 + Q^2 = S^2. In symmetrischen Dreiphasensystemen gilt P = sqrt(3) U_L I_L cos(phi) bzw. P = 3 U_ph I_ph cos(phi), wobei U_L und I_L die Liniengrößen und U_ph und I_ph die Phasenwerte sind.

Signale und Messung: Positive Wirkleistung bedeutet, dass der Verbraucher Energie aufnimmt; negative P-Werte zeigen an, dass das System Energie liefert (z. B. durch Generatoren). Wattmeter messen P, der Leistungsfaktor pf = cos(phi) gibt das Verhältnis von P zu S an. Leistungsfaktorkorrektur (durch Kondensatoren oder Induktivitäten) wird eingesetzt, um pf zu erhöhen und Verluste zu reduzieren.

Anwendung: Die Wirkleistung bestimmt, wie viel Energie tatsächlich in Form von Wärme, Licht oder mechanischer Arbeit umgesetzt wird. Sie ist zentral für die Bewertung von Effizienz, beim Betrieb von Motoren und Transformatoren sowie im Netzbetrieb; zusammen mit Q und pf dient sie der umfassenden Leistungsanalyse von elektrischen Systemen.