Leistungsfaktor

Als Leistungsfaktor bezeichnet man in der Elektrotechnik gemäß DIN 40110-1 das Verhältnis vom Betrag der Wirkleistung P zur Scheinleistung S. Das Verhältnis wird in folgender Formel ausgedrückt:

$\mbox{Leistungsfaktor} ~ \lambda = \frac{|P|}{S} \,$

Der Leistungsfaktor kann zwischen 0 und 1 liegen.

Wirkfaktor

Leistungszeigerdiagramm und Phasenverschiebungswinkel bei sinusförmigen Spannungen und Strömen in der komplexen Ebene

Ausschließlich bei sinusförmigen Strömen und Spannungen wird der Wirkfaktor definiert aus dem Verhältnis P/S. Er ist gleich dem Kosinus des Phasenverschiebungswinkels φ; siehe nebenstehende Grafik.

$\text{Wirkfaktor }= \frac PS = \cos \varphi$

Bei nicht sinusförmigen Größen (z. B. bei einem Netzteil mit herkömmlichem Brückengleichrichter am Eingang) entstehen Oberschwingungen, bei denen sich kein einheitlicher Phasenverschiebungswinkel angeben lässt. Daher dürfen Leistungsfaktor λ und cos φ nicht verwechselt werden.

Bedeutung

In Stromversorgungseinrichtungen wird zur Vermeidung von Übertragungsverlusten ein möglichst hoher Leistungsfaktor angestrebt. Im Idealfall beträgt er genau 1, praktisch aber nur etwa 0,95 (induktiv). Bei Motorenanlagen mit Asynchronmaschinen besteht ansonsten die Gefahr der Selbsterregung, wenn die Blindleistung vollständig kompensiert wird. Außerdem würde ein kapazitiver Leistungsfaktor zu Überspannungen an Isolationen von Leitungen und elektrischen Verbrauchern führen. Energieversorgungsunternehmen schreiben für ihre Kunden häufig einen Leistungsfaktor von mindestens 0,9 vor. Wird dieser Wert unterschritten, so wird die bezogene Blindarbeit gesondert in Rechnung gestellt. Für Privathaushalte spielt das jedoch keine Rolle. Zur Erhöhung des Leistungsfaktors dienen Anlagen zur Blindleistungskompensation.

Siehe auch

• Blindarbeit