Leistungsmessung S - P - Q

R. K. Gast #6063387
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Hallo,



Messen kann so schön sein - vorausgesetzt, man weiß, was man macht, 
sonst gebärt man einen elektrotechnischen Alptraum.

Mit diesen Worten möchte ich mein Problem einleiten, denn gerade stehe 
ich vor einem Rätsel. Mein Leistungsmessergerät von "hps Systemtechnik" 
des Typs "Electronic Power Meter" 8705 bzw. dessen Messwerte machen mich 
stutzig.

Folgendes Mess-Setting habe ich vor mir stehen:

Trenntransformator mit Abgriff ca. 6,3Veff/50Hz.
Dazwischen liegt mit Strom- und Spannungspfad entsprechend der 
obengenannte Leistungsmesser.
Als Verbraucher hängt daran ein alter Breitband(?)-Lautsprecher eines 
ausrangierten Röhrenradios der Marke Kapsch. Die Marke desselben 
Lautsprechers ist mir unbekannt, die Impedanz wurde mit "6Ohm" 
aufgestempelt.

Da das betreffende Leistungsmessgerät nicht nur Wirk-, sondern auch 
Schein- und Blindleistung - in dem Fall sogar zwischen voreilend und 
nachlaufend (induktiv, kapazitiv) unterscheidet - messen soll, hielt ich 
den Lautsprecher am geeignetsten, um diese Messbereiche auszuschöpfen.
Da ich durch einen Test weiß, dass Wirkleistungen vom Gerät richtig 
gemessen wird, scheint mir hingegen, dass Schein- und Blindleistung 
inkorrekt erfasst werden.

Für das entsprechende Setting wurden zunächst folgende Messwerte 
ermittelt:
S=ca. 6,2VA
P=ca. 4,6W
Q(ind)=ca. 0,7VAR

samt:

Ueff=ca. 6,3V (unter Belastung mit einem sogenannten TRMS-Multimeter 
gemessen)
Z=6Ohm (abgelesen)

Ein Nachrechnen über den Zusammenhang S=Ueff^2/Z ergibt 6,62 VA, was 
immerhin mit dem abgelesen Messwert stimmen dürfte, sieht man über die 
Abweichung von ca. 0,42VA ab.
Da die Scheinleistung über S=sqrt(P^2+Q^2) definiert ist, muss nach 
Umstellung nach Q die induktive Blindleistung Q=sqrt(S^2-P^2) sein. Ein 
Einsetzen der uns bekannten Werte gibt für Q also ca. 4,76VAR. Und das 
stimmt nun überhaupt nicht mit dem gemessenen Wert vom Leistungsmesser 
überein.
Später unternahm ich dann eine Strommessung mit dem Multimeter und 
erhielt für Ieff ca. 0,8A. Da auch S=Ueff*Ieff ist, müssen rechnerisch 
jene Produkte für S=ca. 5,04VA ergeben, und jetzt weiß ich nicht mehr, 
wem ich trauen darf.

Liebes Forum, wo liegt mein Fehler?



MfG,
Kohlhammer
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Gebhard R. (Firma: Raich Gerätebau & Entwicklung) #6063399
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Für die Messabweichungen gibt es 3 Gründe:
1.) die angegebenen 3% Messfehler sind vom Messbereichsendwert zu 
rechnen.
2.) Die Formel S=sqrt(P^2+Q^2) gilt nur bei exakt sinusförmigen 
Messgrößen
3.) Q lässt sich nur sehr schwer halbwegs genau messen.

Grüsse
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Achim S. Gast #6063433
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R. K. schrieb:
> Liebes Forum, wo liegt mein Fehler?

ein erster Fehler besteht darin, die nominelle Angabe von 6 Ohm als 
genauen Wert zu nehmen. Die Bestimmung von S über die Messung der 
Effektivwerte I und U sollte da schon besser passen.

Leider passt sie aber noch schlechter. Ein möglicher Grund könnte sein, 
dass du bei der Messung von I etwas geschlampt hast. Waren die 
Messklemmen dabei auch sicher niederohmig? Wenn du du ein bisschen 
Übergangswiderstand in den Stromkreis reinbringst, macht sich das bei 
800mA und einer Gesamtspannung von 6V gleich ordentlich bemerkbar.

Die Bestimmung von Q über S und P wird dann ein Stück weit aufgrund der 
Fehlerfortpflanzung ungenau. Wenn deine Werte für P und S jeweils eine 
Fehlergrenze von 5% haben, dann ergibt sich bei deinen Zahlenwerten eine 
Fehlergrenze für Q von 20%.

Also vielleicht I nochmal messen (und auf niederohmige Verbindungen 
achten) und dann nochmal rechnen.

Gebhard R. schrieb:
> 2.) Die Formel S=sqrt(P^2+Q^2) gilt nur bei exakt sinusförmigen
> Messgrößen

Nein, die gilt bei beliebigen Signalen. Die Sache mit dem cos(phi) gilt 
nur für Sinus, aber die vom TO genutzte Formel gilt allgemein.
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