Blind- und Wirkleistung

Der Moderator misst mit einem Elektrizitätszähler die elektrische Arbeit bzw. die Leistung von Haushalts-Glühlampen. Werden die Lampen durch eine ausgewählte Spule ersetzt, bei der bei 230 V ein gleicher effektiver Strom fließt, dann zeigt der Elektrizitätszähler deutlich weniger an. Wieso setzt ein induktiver Widerstand offensichtlich viel weniger Leistung um als das Produkt Spannung mal Strom? Ein Oszilloskop zeigt eine Phasenverschiebung zwischen Wechselstrom und Spannung.

Bei einer "idealen" Spule wird der ohmsche Widerstand R gegenüber dem viel größeren induktiven Widerstand XL = 2 f L vernachlässigt: Die Spannung eilt dem Strom exakt eine Viertelperiode bzw. 90° voraus. Die zeitlich veränderliche Leistung wird durch die Produktkurve 'Strom mal Spannung' dargestellt. Sie zeigt bei einem reinen induktiven Widerstand abwechselnd gleiche Flächen im Positiven und im Negativen. Deshalb ist die elektrische Leistung während einer Periode exakt null; man spricht von einer 'Blindleistung'. Stellen Sie sich für diesen seltsam anmutenden Begriff einen Stromkreis vor, der das Netzgerät nur zum Zwischenspeichern von elektrischer Energie benötigt, also während einer Viertelperiode Energie aufnimmt, dann wieder abgibt, aufnimmt usw.

Bei einer 'realen' Spule liegt eine Serienschaltung aus R und XL vor. Jetzt ist die Phasenverschiebung von Strom und Spannung deutlich kleiner als 90°. Die Produktkurve 'Strom mal Spannung' zeigt diesmal keine gleichen Flächen im Positiven und im Negativen. Deshalb ist hier die elektrische Leistung während einer Periode nicht exakt null; neben der Blindleistung liegt auch eine Wirkleistung vor. Diese Leistung muss vom Netzgerät geliefert werden.