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Mit der Blindleistungskompensation kannst du Scheinleistung, Wirkleistung, Blindleistung und den Phasenwinkel berechnen. Denke an die Gleichung für ein rechtwinkeliges Dreieck. Um den Winkel zu berechnen, musst du also den Kosinus-, Sinus- und Tangenssatz kennen. Du musst auch den Satz des Pythagoras ( c² = a² + b²) kennen, um die Größe der Seiten des Dreiecks zu berechnen. Du musst auch wissen, in welcher Einheit jede Art von Energie steht. Die Scheinleistung wird in Voltampere gemessen. Die Wirkleistung wird in Watt gemessen und die Blindleistung in einer Einheit, die Blindleistung oder VAR (Vatt-Ampere Reactive) heißt. Es gibt verschiedene Gleichungen, um sie zu berechnen, und sie alle werden in diesem Artikel besprochen. Nun hast du die Grundlagen dessen, was du versuchst zu berechnen.
Vorgehensweise
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Berechne den Scheinwiderstand. Um den Scheinwiderstand zu finden, musst du den Satz des Pythagoras c = √ (a² + b²) anwenden.
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Somit entspricht der gesamte Scheinwiderstand (“Z”) der Wirkleistung zum Quadrat plus die Blindleistung zum Quadrat und dann die Quadratwurzel dieser Summe.
- ( Z = √(60² + 60²) ). Wenn du das in deinen wissenschaftlichen Taschenrechner eingibst, erhältst du die Lösung 84,85 Ω. ( Z = 84,85 Ω ).
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Finde den Phasenwinkel. Jetzt hast du also die Hypotenuse, die der Scheinwiderstand ist. Du hast auch die danebenliegende Seite, die die Wirkleistung ist, und du hast die gegenüberliegende Seite, die die Blindleistung ist. Um den Winkel zu finden, kannst du einen der weiter oben genannten Sätze anwenden. Du kannst zum Beispiel den Tangenssatz verwenden, bei dem die entgegengesetzte Seite durch die danebenliegende Seite dividiert wird (Blindleistung / Wirkleistung).
- Du solltest eine Gleichung haben, die so aussieht: (60/60 = 1)
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Nimm den Arkustangens und du bekommst den Phasenwinkel. Den Arkustangens erhältst du durch einen Knopf auf deinem Taschenrechner. Nun nimmst du also den Arkustangens der Gleichung im vorherigen Schritt und du erhältst den Phasenwinkel. Die Gleichung sollte so aussehen: tan ‾ ¹ (1) = Phasenwinkel. Die Lösung sollte 45° lauten.
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Berechne den Gesamtstrom (Ampere). Der Gesamtstrom steht in der Einheit Ampere, oft auch durch ein „A“ dargestellt. Die Formel, die verwendet wird, um den Gesamtstrom zu berechnen, lautet Spannung geteilt durch den Scheinwiderstand, was mit Zahlen so aussieht: 120 V / 84,85 Ω. Du solltest jetzt eine Lösung von ungefähr 1,414 A haben. (120 V / 84,85 Ω = 1,414 A).
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Jetzt musst du die Scheinleistung berechnen, die mit „S“ dargestellt wird. Um die Scheinleistung zu berechnen, brauchst du den Satz des Pythagoras nicht, weil die Hypotenuse als Scheinleistung betrachtet wurde. Wenn du dich daran erinnerst, dass die Scheinleistung in den Einheiten Volt-Ampere steht, können wir die Scheinleistung mit folgender Formel berechnen: Spannung geteilt durch die gesamte Blindleistung. Deine Gleichung sollte so aussehen: 120 V² / 84,85 Ω. Das sollte eine Lösung von 169,71 VA ergeben (120²/84,85 = 169,71).
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Jetzt musst du die Wirkleistung berechnen, die durch ein „P“ [1] X Forschungsquelle dargestellt wird. Um die Wirkleistung zu berechnen, musst du den Gesamtstrom herausgefunden haben, was du in Schritt vier gemacht hast. Die Wirkleistung steht in der Einheit Watt und wird berechnet, indem man den Gesamtstrom zum Quadrat (1,414²) durch den Widerstand (60 Ω) in dem Stromkreis teilt. Die Gleichung sollte so aussehen: 1,414² x 60 = 119,96
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Berechne den Wirkfaktor. Um den Wirkfaktor zu berechnen brauchst du folgende Daten: [2] X Forschungsquelle Watt und Volt-Ampere. Du hast diese in den vorherigen Schritten berechnet. Die Wattleistung entspricht 119,96 W und die Volt-Ampere entsprechen 169,71 VA. Die Formel für den Wirkfaktor, der auch mit Pf dargestellt wird, ist Watt geteilt durch Volt-Ampere. Du solltest eine Gleichung erhalten, die so aussieht: 119,96/169,71 = 0,71
- Das kann auch als Prozentangabe dargestellt werden, wofür du 0,71 mit 100 multiplizierst und einen Wirkfaktor von 71 % erhältst.
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Warnungen
- Wenn du den Scheinwiderstand berechnest, verwendest du den Arkustangens und nicht die Tangensfunktion auf deinem Taschenrechner. Sonst erhältst du einen falschen Phasenwinkel.
- Das war nur ein sehr einfaches Beispiel dafür, wie man den Phasenwinkel und den Wirkfaktor berechnen kann. Es gibt viel kompliziertere Stromkreise, bei denen kapazitive Stromleistung und ein höherer Widerstand und Blindwiderstand vorhanden sind.
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Was du brauchst
- Wissenschaftlicher Taschenrechner
- Bleistift
- Radiergummi
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Blatt Papier
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