Wissen

Die elektrische Spannung U ermöglicht es Ladungsträgern (i.d.R. Elektronen), sich in elektrischen Leitern und Geräten zu bewegen, so dass ein Strom fließt. Dabei wird Gleichspannung (= eine mit demselben Wert dauerhaft angelegte Spannung) und Wechselspannung (=eine sich im Wert periodisch ändernde angelegte Spannung, deren periodische Form i.d.R. sinusförmig ist) unterschieden. Im europäischen Verbundnetz gelten Qualitätsansprüche an die Spannung, so dass die Spannung auf Niederspannungsseite nach EN 50160 mit Werten von 230V/400V  10% geliefert werden muss. Es gibt hier allerdings noch…

Der Leistungsfaktor ist definiert als und liegt zwischen 0 und 1. Ein Wert sehr nahe 1 beschreibt fast keinen Blindlastanteil, ein Wert nahe 0 beschreibt fast keinen Wirklastanteil.

Transiente Überspannung sind ein Spezialfall der Spannungsänderung. Sie überschreiten typischerweise auch den Toleranzbereich der Spannung von +10% (in einigen Fällen können sogar einige 1000V erreicht werden), so dass häufig ein Fehler oder Schadensfall eintritt. Als Ursache gelten Neben Blitzschlag, spontanes Abschalten einer großen (induktiven) Last, oder Kurzschlüsse im Drehstromnetz. Klassische Charakteristik für Spannungstransienten ist eine kurze Wirkungsdauer und unregelmäßiges Auftreten.

Wirkarbeit ist der Teil der Energie, der beim Verbraucher in mechanische, thermische, chemische oder andere elektrische Energie umgewandelt werden kann. Die zeitunabhängige Kenngröße ist die Wirkleistung P.

Die Blindleistung Q ist der Leistungsanteil, der zum Auf- und Abbau von elektrischen (Kondensator) bzw. magnetischen (Spule) Feldern aufgebracht werden muss, um elektrische Energie in Arbeit umzuwandeln. Blindstrom bzw. Blindleistung verrichtet selbst keine Arbeit und ist daher ein unerwünschter (da zusätzliche Infrastrukturbelastung) aber unumgänglicher Nebeneffekt. Eine asymmetrische Lastenverteilung im Verbrauchernetz oder harmonische Oberschwingungen (s.u.) können zusätzliche Blindleistungsanteile ins Netz einkoppeln.

Die Quadratsumme aus Wirk- und Blindleistung: Sie kann als Gesamtleistung betrachtet werden.

Jedes Material hat aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften einen sogenannten elektrischen Widerstand R. Der Wert des Widerstandes gibt an, wie gut das jeweilige Bauelement die Ladungsträger fließen lässt. Neben der Materialabhängigkeit spielen Querschnitt und bei bestimmten Bauelementen (Kondensator, Spule) auch die Frequenz der angelegten Spannung eine Rolle, um den Widerstandswert zu ermitteln. Frequenzabhängige Widerstände werden mit Reaktanz oder Blindwiderstand (Formelzeichen X) bezeichnet.

Der elektrische Strom I ist die Kenngröße für den Transport von Ladungsträgern, d.h. er gibt an, wie stark die Elektronen durch einen Leiter (oder andere Bauelemente) fließen. Wird an einem elektrisch geschlossenen Kreis mit Bauelementen (= Widerstände/Reaktanzen) eine Spannung angelegt, so fließt in diesem ein Strom, dessen Form und Stärke über die Form und Höhe der angelegten Spannung sowie dem Widerstand der beteiligten Bauelementen definiert wird (ohmsches Gesetz: ). Bei Gleichspannung fließt ein entsprechender Gleichstrom, bei Wechselspannung ein entsprechender Wechselstrom.