Wie rechnet man Leistung und Strom bei Drehstrom?
Drehstrom verteilt die Leistung auf drei Außenleiter. Weil die drei Spannungen zeitlich versetzt sind, gilt nicht einfach Spannung mal Strom, sondern der Faktor Wurzel aus drei kommt hinzu. Bei 400 Volt zwischen den Außenleitern trägt jeder Leiter einen Teil der Last, und der Strom je Leiter ist entsprechend kleiner als bei einphasigem Anschluss.
Der Leistungsfaktor cos φ beschreibt, wie viel der übertragenen Leistung tatsächlich als Wirkleistung genutzt wird. Heizstäbe und Ladegeräte für Elektroautos liegen nahe 1. Elektromotoren brauchen zusätzlich Blindleistung für ihr Magnetfeld; ihr cos φ steht auf dem Typenschild und liegt meist zwischen 0,8 und 0,9.
Der Rechner arbeitet in beide Richtungen. Aus der Leistung eines Geräts ergibt sich der Strom, nach dem Sicherung und Leitung bemessen werden. Aus dem Strom einer Absicherung ergibt sich die Leistung, die ein Anschluss hergibt. Zum Vergleich zeigt er den Strom, der bei derselben Leistung über eine einzige Phase mit 230 Volt fließen müsste.
Praxis: Wallbox, Herd und Motor
Eine Wallbox mit 11 kW lädt dreiphasig mit etwa 16 Ampere je Außenleiter, bei 22 kW sind es etwa 32 Ampere. Mit cos φ 1 können Sie das selbst nachrechnen. Ob ein Hausanschluss die zusätzliche Last trägt, prüft der Netzbetreiber; Wallboxen sind in der Regel anzumelden, größere Leistungen genehmigungspflichtig. Den aktuellen Stand bitte beim Netzbetreiber erfragen.
Herde, Durchlauferhitzer und Wärmepumpen hängen ebenfalls am Drehstrom. Sie verteilen die Last auf drei Phasen, damit der Strom je Leiter klein bleibt. Bei Motoren kommt der Anlaufstrom hinzu, der kurzzeitig ein Vielfaches des Nennstroms betragen kann und bei der Wahl der Sicherung berücksichtigt wird.
Die Formeln gelten für symmetrische Last, also gleich verteilte Leistung auf allen drei Außenleitern. Ist die Last ungleich verteilt, etwa weil einphasige Geräte an einzelnen Phasen hängen, muss jeder Außenleiter einzeln betrachtet werden. Für die Auslegung von Leitungen und Schutzeinrichtungen ist eine Elektrofachkraft zuständig.
Den passenden Leitungsquerschnitt berechnet der Kabelquerschnitt-Rechner, einphasige Umrechnungen der Watt-Ampere-Rechner. Grundlagen zu Spannung, Strom und Widerstand zeigt der Ohmsches-Gesetz-Rechner.
Tipps und typische Fehler
Drehstrom richtig nutzen.
- Typenschild: cos φ ablesen.
- Symmetrie: Phasen gleich belasten.
- Anlauf: Motorstrom beachten.
- Netzbetreiber: Wallbox melden.
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Häufige Fragen
Wie viel Ampere hat eine 11-kW-Wallbox?
Bei 400 V und cos φ 1 etwa 15,9 A je Außenleiter, abgesichert meist mit 16 A.
Warum steht im Drehstrom-Rechner die Wurzel aus 3?
Weil die drei Phasen zeitlich versetzt sind und sich die Spannungen zwischen den Außenleitern so ergeben.
Was ist cos φ?
Der Leistungsfaktor, also der Anteil der Wirkleistung an der Scheinleistung.
Was ist der Unterschied zwischen Starkstrom und Drehstrom?
Umgangssprachlich meint beides den dreiphasigen Anschluss mit 400 V.
Wie viel kW hat ein 16-A-Drehstromanschluss?
Bei cos φ 1 etwa 11 kW.
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