Grundlagen der Stromversorgung
Leistung ist in der allgemeinen Physik Energie pro Zeiteinheit. Energie wiederum ist Kraft multipliziert mit einer Distanz. Die Standard- oder SI-Einheit für Leistung ist Watt (W), während die SI-Einheit für Energie Joule (J) ist. Die Zeit wird normalerweise in Sekunden angegeben.
In der elektromagnetischen Physik gelten die Prinzipien, aber die Einheiten verschieben sich. Anstatt die Leistung als W = J/s zu bestimmen, wird die Leistung als Produkt aus Potentialdifferenz in Volt (V) und Strom in Ampere (I) ausgedrückt. Also in diesem Schema:
P=VI
Aus diesen Gleichungen ist klar, dass ein Watt gleich einem Volt mal einem Ampere oder einem Volt-Ampere (VA) ist. Daraus folgt, dass ein Kilowatt (kW) einem Kilovoltampere (kVA) entspricht, wobei jede Seite der Gleichung durch 1.000 geteilt wird.
Dreiphasensysteme und Kilo-Einheiten
In Wechselstromnetzen (AC) wird die Spannung oft in Phasen geliefert, da dies im Hinblick auf die Reduzierung von Energieverlusten von Vorteil ist. Diese Phasen erscheinen grafisch als Sinuswellen, wobei die Spannung über einen kurzen Zeitraum zyklisch ansteigt und abfällt. In einem Dreiphasensystem überlappen sich diese Sinuswellen, ihre Zyklen beginnen und enden jedoch zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Das Ergebnis ist, dass die Leistung in diesen Systemen nicht einfach das Produkt aus Spannung mal Strom ist, sondern:
P=\sqrt{3}VI
Wenn Sie also mit einem Drehstrommotor arbeiten, ist das Verhältnis zwischen kW und kVA:
kW=\sqrt{3}kVA
Beispiel
Angenommen, Sie erhalten eine dreiphasige Wechselstromquelle mit einer Spannung von 220 V und einer Stromstärke von 40 A. Wie groß ist die Leistung in Kilowatt?
Multiplizieren Sie zuerst die Spannung und den Strom, um die rohen Volt-Ampere zu erhalten:
(220\text{ V})(40\text{ A})=8800\text{ VA}
Dann multiplizieren Sie mit dem Normierungsfaktor für dreiphasige Systeme:
\sqrt{3}(8800\text{ VA} = 15242\text{ VA}
Schließlich geteilt durch 1.000, um die Antwort in kW (oder kVA) zu erhalten:
\frac{15242\text{ W}}{1000}=15.242\text{ kW}