Was bedeutet der Power Faktor beim Stromkostenmessgerät? Habe kein Physikstudium, deswegen hilft mir nur eine einfache Erklärung. Könnte es der Wirkungsgrad sein, mit dem der abgegebene Strom im Gerät umgesetzt wird? Oder ist es eine theoretische Zahl die keinen praktischen Nutzen für Ottonormalverbraucher hat?
Gaßtgeber schrieb: > Habe kein Physikstudium, Ist nicht nötig: https://de.wikipedia.org/wiki/Leistungsfaktor
Das ist nicht sehr eindeutig beschrieben dort. Heißt es jetzt, dass der Strom nicht richtig übertragen werden kann und beim Gerät nur 80 Prozent ankommen, wenn er 0,8 beträgt? Wenn ja warum? Weil das Gerät Probleme hat den Storm zu verwerten? Liegt es an den 50 Hz?
Hallo Powerfaktor = Leistungsfaktor einfach nur eine sehr unglückliche Wortwahl, da wollte man wohl unnötig modern sein. Der Leistungsfaktor ist nun selbst wiederum ergibt sich nun aus dem Verhältnis aus Wirkleistung und Scheinleistung und liegt zwischen Null und Eins. Im Haushalt bzw. als typischen Haushaltskunden interessiert das zum Glück das EVU nur wenig, bzw. du als Kunde brauchst dir keinen Kopf machen. Aber so ein Leistungsfaktor sorgt dafür das Blindströme fließen und Leitungen und andere Komponenten des Versorgungsnetz dafür ausgelegt sein müssen. Das mag das EVU nicht den trotzdem wird nur die kleinere Wirkleistung übertragen bzw. steht zur Verfügung. Ab bestimmten Werten und Leistungen muss dann elektrisch durch Kondensatoren, Spulen oder entsprechende elektronische Schaltungen kompensiert werden, oder / und die Blindleistung bezahlt werden. Beides ist recht teuer und ist zum Glück beim typischen privaten Endkunden kein Thema, da die Geräte schon direkt so ausgelegt sind das der Leistungsfaktor gering bleibt (zumindest ab einer bestimmten schon erstaunlich geringen Wirkleistung) bzw. der EVU es einfach hinnehmen muss - wobei der das sich schon durch die unverschämt hohen Energiepreise indirekt auch bezahlen lässt OT: Es wird Zeit das endlich die politisch erzwungen Abgaben für den Privathaushalt wegfallen - >25ct / kWh ist einfach zu viel... schon das Wort "Kohlepfennig" sagt als nur ein Beispiel unter vielen bei den politisch / weltanschaulich erfunden Kostentreibern so ziemlich alles aus... Jemand Jemand
Ignoriere es, der Power Faktor hat für die als Privatperson keinerlei Bedeutung. Wichtig ist das was dein Stromzähler zählt. Und das wird dein Messgerät unter Watt vermutlich korrekt anzeigen (die Anleitung wird vermutlich was zur Genauigkeit sagen).
Gaßtgeber schrieb: > Was bedeutet der Power Faktor Ein besseres Wort ist Formfaktor. Dieser Faktor beschreibt die Übereinstimmung von Spannung und Strom. Ein Widerstand hat Power Faktor 1. Je unregelmäßiger die Stromaufnahme, z.B. Phasenanschnitt oder Netzteile, desto kleiner der Power Faktor.
Power Faktor von 0,5 wuerde bedeuten im 230V Netz, dass ein Motor wenn dieser 230W Wirkarbeit leistet mit einem Multimeter nicht 1A sondern 2A gemessen wuerden. Die Stromuaehler messen nur die Wirkleistung.
Hallo Gaßtgeber, Gaßtgeber schrieb: > Was bedeutet der Power Faktor beim Stromkostenmessgerät? Habe kein > Physikstudium, deswegen hilft mir nur eine einfache Erklärung. Könnte es > der Wirkungsgrad sein, mit dem der abgegebene Strom im Gerät umgesetzt > wird? Oder ist es eine theoretische Zahl die keinen praktischen Nutzen > für Ottonormalverbraucher hat? Für Ottonormalverbraucher hat der Power Faktor bis jetzt keinen praktischen Nutzen. Um den Powerfaktor zu erklären, versuche ich es mal mit einer Analogie: Stell' Dir vor, Du fährst zur Tankstelle um Deinen Wagen vollzutanken. Jetzt nehmen wir an, der Sprit fließt nicht kontinuierlich, sondern stoßweise. Zu allem Überfluss stoppt der Spritfluss nicht nur zwischendurch, sondern es fließt auch Sprit wieder aus dem Tank zurück in die Zapfsäule. In diesem Fall ist der "Spritfaktor" der Quotient aus echt zugeflossenem Sprit dividiert durch den insgesamt geflossenen Sprit. (Sprit rein) Spritfaktor= ----------------------------- (Sprit rein) + (Sprit raus) Bei der "idealen" Tankstelle fließt der Sprit nur in den Tank rein. Dann gilt: (Sprit rein) Spritfaktor= ----------------------------- = 1/1= 1 = 100% (Sprit rein) + (0) Je mehr Sprit zurückfließt, desto länger dauert der Tankvorgang und der "Wirkungsgrad", der Spritfaktor fällt. Zu beachten ist, dass der Tankstellenbetreiber bei der Dimensionierung der Zapfleitung darauf achten muss, den Querschnitt etwas überzudimensionieren, damit trotz Rücklauf immer noch genügend Sprit schnell genug in den Tank fließt. Gruß Peter P.S.: Die Experten mögen mir dieses Beispiel verzeihen!
Wirkleistung sind dann 2A oder? Die muss ich dann auch bezahlen, die zeigt mein Stromzähler an und das Energiekosetnmessgerät. D.h. die Elektronik die den Motor ansteuert kann nicht besonders gut sein, weil 1A verloren gehen. Der Strom läuft ins Leere und vernichtet sich selbst kapazitiv, besser wäre dann in Kondensatoren speichern und ins System einspeisen. Ausserdem könnten auch noch andere umliegende Geräte Schaden nehmen.
Nutzen kann ich nur (Sprit rein), bezahlen muss ich (Sprit rein) + (Sprit raus)
Der Stromzaehler zaehlt nur die Wirkleistung, als ob nur 1A fliessen wuerden. Aber Deine Zuleitungen und Sicherung muss auf 2A ausgelegt werden.
So, jetzt kann ich den Powerfaktor zuordnen. Wikipedia hab ich vorher natürlich schon bemüht, aber wie so oft auch in mathematischen Themen, ist sie von wenig praktischem Nutzen.
Gaßtgeber schrieb: > So, jetzt kann ich den Powerfaktor zuordnen. Wikipedia hab ich vorher > natürlich schon bemüht, aber wie so oft auch in mathematischen Themen, > ist sie von wenig praktischem Nutzen. Du sollst auch nicht rechnen - sondern musst nur wissen, dass unser Strom wegen EEG um eine Kugel Eis pro Monat teurer ist!
Angehängte Dateien:
Hallo Gaßtgeber,
ich habe noch einen Fehler entdeckt.
Der "Spritfaktor" muss anders definiert werden:
(Sprit rein) - (Sprit raus)
Spritfaktor= -----------------------------
(Sprit rein)
Bei der "idealen" Tankstelle fließt der Sprit nur in den Tank rein.
Dann gilt:
(Sprit rein) + (0)
Spritfaktor= ----------------------------- = 1/1= 1 = 100%
(Sprit rein)
Jeder kann nur [(Sprit rein) - (Sprit raus)] nutzen, also das "netto".
Industrieverbraucher zahlen (Sprit rein), weil (Sprit raus) sinnlos die
Netze belastet.
Damit gibt es einen Anreiz, das (Sprit raus) zu minimieren.
Beim Privatverbraucher geht man anders vor, z.B. mit der
Regulierungskeule.
Neue PC-Netzteile durften ab einem bestimmten Zeitpunkt den
"Wirkungsgrad" von 95%? nicht unterschreiten.
Gruß
Peter
:
Bearbeitet durch User
Hier noch die kanonische Illustration zur Frage: https://img01.lachschon.de/images/72663_wissen_leicht_gemacht.jpg
Der Wirkungsgrad des Powerfaktors bzw. Leistungsfaktors betrifft aber nur den der Stromübertragung. Daraus müsste man dann den Wirkungsgrad den das Gerät mit der Wirkleistung erzielt errechnen. Angenommen Powerfaktor 80% und Wirkungsgrad Gerät 50% macht Gesamtwirkungsgrad von 40%.
der schreckliche Sven schrieb: > Ein besseres Wort ist Formfaktor. > Dieser Faktor beschreibt die Übereinstimmung von Spannung und Strom. > Ein Widerstand hat Power Faktor 1. > Je unregelmäßiger die Stromaufnahme, z.B. Phasenanschnitt oder > Netzteile, desto kleiner der Power Faktor Du verwechselst das mit dem Crest-Faktor.
Gaßtgeber schrieb: > Das ist nicht sehr eindeutig beschrieben dort. Heißt es jetzt, dass der > Strom nicht richtig übertragen werden kann und beim Gerät nur 80 Prozent > ankommen, wenn er 0,8 beträgt? Wenn ja warum? Weil das Gerät Probleme > hat den Storm zu verwerten? Das ist eine gar nicht so schlechte Laienbeschreibung.
Gaßtgeber schrieb: > Der Wirkungsgrad des Powerfaktors bzw. Leistungsfaktors betrifft aber > nur den der Stromübertragung. Weia. Hier ist ja alles falsch. Weder hat der Leistungsfaktor etwas mit der Stromübertragung zu tun noch mit dem Wirkungsgrad. Es geht um Blindleistung und wie groß die im Vergleich zur Wirkleistung ist. Leider ist das Konzept von Blindleistung einem technischen Laien schwer begreiflich zu machen. Vereinfachungen tragen immer die Gefahr in sich, bestimmte Aspekte so weit zu verzerren, daß sie wieder falsch sind.
Hmm... Axel hat da schon recht: Ganz so leicht ist das alles nicht vermittelbar. Ich versuche mal einen Anfang bei AC, Spule, Kondensator - also lineare Lasten. Hierbei zu Hilfe nehmen kann man das Bild rechts bei: https://de.wikipedia.org/wiki/Wirkleistung#Darstellung_mit_Zeitfunktionen Es hat schon "mit den 50Hz zu tun"... ist halt Wechselspannung. wobei sich ja ständig wiederholt das Vorzeichen der Spannung ändert. Und es ist auch eine Frage dessen, was genau als Verbraucher, als Last also, daran "hängt". Bei einem Widerstand als Last an Wechselspannung folgt der Strom immer der Richtung der gerade anliegenden Spannung (ändert also ebenfalls 50 mal pro Sekunde die Richtung). Doch viele Lasten sind eben keine reinen Widerstände. Wirkleistung jedoch entsteht in einer Last nur zu der Zeit, in der der Stromfluß der Spannung folgt, wie er es beim Widerstand (als einfachste Art Last) auch täte. Eine Spule / Induktivität an den 230V~ / 50Hz erzeugt eine zeitliche Verschiebung (diese ist immer <= 1/4 Periode/Vollwelle, bzw. 1/2 Halbwelle) des Stromes in Bezug auf die Versorgungsspannung. Man kann sich idealisiert einen Stromsinus etwas "hinter" dem Spannungssinus vorstellen. [Das sieht man auch auf o. g. Bild - der rote "i-Sinus" (Strom) kommt zeitlich etwas hinter dem blauen "u-sinus" (Spannung).] Ein Kondensator / Kapazität tut "das Gegenteil" - der Stromfluß erreicht schon vor der Spannung das Maximum, idealisiert ein dem Spannungssinus "vorgesetzter" Stromsinus. In beiden Fällen entstehen so aber Zeiträume, in denen der Strom NICHT "in der richtigen Richtung" fließt - auf die Versorgungsspannung bezogen. Während besagter Zeitpunkte ist die Leistung dann negativ! Und die in Spule oder Kondensator gespeicherte Energie fließt zum Teil ins Netz zurück. [Auf dem Bild ist auch die Leistung P aufgetragen, in grün. Hier sieht man schön die negativen Anteile, die bei einer Induktivität entstehen.] Es pendelt also ein Teil der Leistung hin und her, weil Spulen und Kondensatoren - im Gegensatz zu einer Ohmschen Last = Widerstand - energiespeichernde Eigenschaften haben. (Logischerweise erzeugt der erhöhte Stromfluß auch erhöhte Verluste - die Leitungen müssen dementsprechend ausgelegt werden.) Wegen der obigen Betrachtungsweise nennt man das Ergebnis auch "Verschiebungsblindleistung". Motoren mit viel Strombedarf, und darauffolgend hohe induktive Belastung, sind deshalb ein bekanntes Industrieproblem. Oft werden vor die Motoren dann Kondensatoren bestimmter Kapazität vorgeschaltet. So läßt sich fürs Netz (also ab dem Kondensator) der hohe Blindstrom vermeiden. Diese Verschiebungsblindleistung kann man also auch ganz einfach mit passiven Bauteilen kompensieren ... Leider gibt es noch eine weitere Art Blindleistung: Die Verzerrungsblindleistung. Diese kann man nicht auf die selbe Weise "bekämpfen" - doch das darf jemand anderes zu erklären suchen jetzt, denn ich brauche jetzt ein gut eingeschenktes Bier. (Zu viel Blindleistung im Kopf.)
Thorben schrieb: > Du verwechselst das mit dem Crest-Faktor. Hallo Thorben, der Crest-Faktor beschreibt das Verhältnis Effektiv - zu Spitzenwert einer Wechselspannung, und ich habe nichts verwechselt.
der schreckliche Sven schrieb: >> Du verwechselst das mit dem Crest-Faktor. > Hallo Thorben, der Crest-Faktor beschreibt das Verhältnis Effektiv - zu > Spitzenwert einer Wechselspannung, und ich habe nichts verwechselt. Am Beginn Deines Posts habe ich das auch gedacht, aber aus dem restlichen Text ergibt sich der Sinn, alles gut. Wenn Du anstatt "Verhältnis WechselSPANNUNG" WechselGRÖSSE sagst, ist dieser Faktor auch beim Strom vorhanden: Es muß nicht immer Phasenverschiebung sein, der Stromfluß von Netzgeräten folgt selten dem Sinus. Das hat mich schon vor 20 Jahren verarscht, Ringkerntrafo - Gleichrichter - Elko, die vom DVM angezeigten Ströme erschienen mir unglaubwürdig und musste mit dem Scope schauen. Und bei nicht kompensierten Primärschaltnetzteilen ...
Eigentlich ist das mit Blind- und Wirkleistung gar nicht so schwer: Die Spannung in unserem Wechselstromnetz ist Sinusförmig mit 50 Herz (Also wechselt 100mal pro Sekunde das Vorzeichen). Leistung ist definiert als Spannung mal Stromstärke. Bei Gleichstrom ist das auch weiter kein Problem. Hängt man jetzt an unser Wechselstromnetz einen Widerstand (Glühbirne, Herdplatte [keine Induktion]), dann gilt natürlich das ohmsche Gesetz mit U=R*I. Der Strom ist also proportional zur Spannung, er fährt also denselben Sinus, den auch die Spannung macht. Am Widerstand wird also die Leistung P=U*I umgesetzt. Jetzt zur Wirk- und Blindleistung: Die Wirkleistung ist der Mittelwert der Momentanleistung. Man stellt sich also vor, dass man sozusagen unendlich oft misst während einer Periode der Spannung, wieviel Leistung gerade abfällt und anschließend den Mittelwert bildet. Wenn man jetzt einen nicht-ohmschen Verbraucher hat (Ein Kondensator, eine Spule, ein Motor, ein Trafo, ein Gleichrichter), dann ist der Strom nicht mehr proportional zur Spannung. Beim Kondensator fließt der größte Strom immer dann, wenn die Spannung sich am stärksten ändert, also im Nulldurchgang, bzw. um 90° phasenverschoben. Rechnet man jetzt an jedem Punkt Strom*Spannung und integriert das (Und teilt anschließend durch die Zeit), erhält man eine Wirkleistung von 0W, obwohl jede Menge Stroom fließt. Das führt jetzt zum Begriff der Scheinleistung: Wenn man einzeln Strom und Spannung (quadratisch) mittelt, erhält man einen von 0 verschiedenen Wert - durch den Kondensator fließt ja Strom, nur halt so versetzt, dass das Mittel über die Momentanleistung 0 ist. Blindleistung ist jetzt die Differenz zwischen Scheinleistung und Wirkleistung. Im Wesentlichen kann man also folgendes sagen: Die Wirkleistung ist das, was man nutzt, die Scheinleistung ist das, was die Leitung belastet (Außerdem macht eine hohe Blindleistung für den Netzbetreiber Probleme). Der Leistungsfaktor gibt schlicht das Verhältnis aus Wirk- zu Scheinleistung an. Hast du also einen cos(phi) von 1, dann ist die Wirkleistung genauso hoch wie die Scheinleistung, der Strom ist proportional zur Spannung und du hast die wenigsten Verluste in der Leitung. Hast du einen cos(phi) von 0, dann wird die Leitung belastet, du hast aber keine Leistung, die bei dir "ankommt" am Verbraucher.
jz23 schrieb: > Eigentlich ist das mit Blind- und Wirkleistung gar nicht so schwer: Wirkleistung abschätzen: Man holt sich Strom und Spannung auf ein Zweikanalscope und zählt die Kästchen, wo sich beide Kurven überdecken.
Manfred schrieb: > Wirkleistung abschätzen: Man holt sich Strom und Spannung auf ein > Zweikanalscope und zählt die Kästchen, wo sich beide Kurven überdecken. Oder man hat ein Oszi, was multiplizieren und integrieren kann ;-)
Dieter schrieb: > Power Faktor von 0,5 wuerde bedeuten im 230V Netz, dass ein Motor wenn > dieser 230W Wirkarbeit leistet mit einem Multimeter nicht 1A sondern 2A > gemessen wuerden. Die Stromuaehler messen nur die Wirkleistung. Nicht ganz...man würde in diesem speziellen Fall vielmehr
messen. @Gaßtgeber: Das Ding mit dem Leistungsfaktor ist eigentlich recht einfach. Du hast bei allen Betriebsmitteln Induktivitäten und Kapazitäten, welche Energiespeicher sind. Wenn du einen Kondensator lädst oder eine Spule bestromst, wird in diesen Bauteilen Energie gespeichert indem ein elektrisches bzw. ein magnetisches Feld aufgebaut wird. Beim Abschalten werden diese Felder und damit die gespeicherte Energie wieder abgebaut. Wird das Bauteil umgepolt und wieder Spannung angelegt werden die Felder wieder aufgebaut-aber in die andere Richtung. Beim Dauerbetrieb an Wechselspannung passiert genau das gleiche, nur eben dauernd. Diese hin- und herpendelnde Energie (für Korinthenkacker: die über die Zeit hin- und herpendelnde Energie) wird Blindleistung genannt. Wirkleistung ist das, was du physikalisch tatsächlich nutzt (auch das, was deine Geräte in Wärme umsetzen, hat also nix mit dem Wirkungsgrad zu tun). Und Scheinleistung ist die quadratische(!) Summe aus Blind- und Wirkleistung.
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