Umrechnung von Ampere in Watt: Regeln und praktische Beispiele für die Umrechnung von Spannungs- und Stromstärkeeinheiten

Bei Eigentümern von Privathäusern, Wohnungen, Datschen oder kleinen Wirtschaftsräumen, die an das Stromnetz angeschlossen sind, besteht häufig die Notwendigkeit, Ampere in Watt umzurechnen oder die umgekehrte Aufgabe zu lösen. Für die Umrechnung der Einheiten, die die Stromstärke kennzeichnen, werden bekannte Formeln verwendet, die auf dem Ohmschen Gesetz basieren.

Wir erklären, wie Sie physikalische Einheiten korrekt umrechnen. Darüber hinaus werden in unserem Artikel Methoden zur Bestimmung der Betriebsleistung und der Einschaltströme von Haushaltsgeräten vorgestellt. Es werden die Feinheiten der Berechnung des Querschnitts von Komponenten der Elektroinstallation erläutert.

Bestimmung der Leistung angeschlossener Geräte

Um den Wert der maximal möglichen Leistung in einem Stromkreisabschnitt zu berechnen, müssen die Angaben aller angeschlossenen Geräte summiert werden. Aber so einfach ist es nicht: Viele dieser Geräte sind komplexe elektrodynamische Systeme, daher müssen ihre Parameter korrekt ermittelt werden.

Wirk- und Scheinleistung

Die Wirkleistung (oder aufgenommene Leistung) eines Geräts (P) bestimmt den unwiederbringlichen Verlust elektrischer Energie während seines Betriebs. Genau diesen Wert misst der Stromzähler, und er beeinflusst somit die Höhe der verbrauchten Ressourcen (Geld) beim Betrieb des Geräts.

Die Wirkkomponente in Watt wird für alle Stromverbraucher angegeben. Es gibt jedoch noch einen weiteren Wert – den Leistungsfaktor (cos(f)), der in der technischen Dokumentation sowie auf speziellen Typenschildern oder Etiketten mit den wichtigsten Parametern zu finden ist.

Daraus lässt sich die Scheinleistung (S) des Geräts mit folgender Formel berechnen:

S = P / cos(f)

Die physikalische Bedeutung dieser Größen lässt sich wie folgt beschreiben: Der Strom mit Scheinleistung fließt von der Quelle (Transformator) zum elektrischen Gerät, das seinen Wirkanteil umwandelt und den verbleibenden (Blindanteil) zurück ins Netz speist. Daher muss die Belastung der Stromkreiskomponenten (Leitungen und Sicherungen) unter Berücksichtigung der Scheinleistung berechnet werden.

Die Berechnung der Scheinleistung kann anhand der Daten erfolgen, die im technischen Datenblatt des Geräts oder auf dem Typenschild des Motors angegeben sind.

Bei den meisten Haushaltsgeräten ist der Faktor gleich eins, daher stimmen Wirk- und Scheinleistung überein. Wenn der Stromverbraucher jedoch Kondensatoren (Kapazitäten) oder eine Induktionsspule enthält, entsteht eine Blindleistungskomponente.

Achten sollten Sie auf folgende Gerätetypen:

• Kühlschränke;
• Waschmaschinen;
• Klimaanlagen;
• Pumpen;
• Induktionsöfen und -herde;
• Leuchtstofflampen;
• Fernseher;
• Computer und andere Geräte mit elektronischen Komponenten.

Ebenfalls werden häufig an die Elektroanlage von Privathäusern oder Wirtschaftsgebäude Maschinen mit Elektromotoren, Lichtbogenschweißgeräte und andere Geräte angeschlossen, deren Scheinleistung deutlich höher ist als die Wirkleistung. Daher müssen die technischen Daten der Geräte vor dem Anschließen an das Stromnetz sorgfältig geprüft werden.

Einschaltströme von Kompressoren und Motoren

Wenn ein Haushaltsgerät mit einem Elektromotor, einem Kompressor, einem Glühfaden oder einem Transformator am Eingang des Netzteils ausgestattet ist, treten beim Start kurzzeitig Einschaltströme (I_p) auf. Deren Wert kann die Nennwerte (I_n), die im Datenblatt des Geräts angegeben sind, um ein Vielfaches übersteigen.

Diese Größen sind durch folgende Formel miteinander verbunden:

I_p = k * I_n

Hier ist k der Faktor der Einschaltstromstärke.

Die Dokumentation zu Elektromotoren enthält alle Daten, die für die Berechnung des Anlaufstroms erforderlich sind, einschließlich des Anlaufstromfaktors (letzte Spalte).

Der Anlaufstromfaktor übersteigt den Wert “2” bei folgenden üblichen Haushaltsgeräten:

• Tauchpumpe;
• Kühlschrank und Gefrierschrank;
• leistungsstarker Staubsauger;
• Waschmaschine;
• Split-Klimaanlage;
• Mikrowellenherd;
• Neonbeleuchtung;
• einige Arten von Elektrowerkzeugen (Bohrmaschine, Schlagbohrmaschine, Kompressor).

Die Berechnung der Gesamtleistung bei Vorhandensein solcher Geräte im Stromkreis muss unter Berücksichtigung ihrer Anlaufströme erfolgen. Da die Zeit des erhöhten Stromverbrauchs kurz und eine gleichzeitige Einschaltung unwahrscheinlich ist, reicht es aus, das Gerät mit dem höchsten Anlaufstrom zu berücksichtigen.

Stromstärke und Parameter der Elektroinstallation

Zur Bestimmung des erforderlichen Querschnitts der Adern der elektrischen Verkabelung und des Nennstroms der Leitungsschutzschalter wird die Summe der Watt in Ampere umgerechnet und der Wert des maximalen Dauerstroms ermittelt.

Die Zuordnung des Leiterquerschnitts und des maximal zulässigen Stroms für die Verkabelung erfolgt anhand von Tabellen, die von den Kabelherstellern bereitgestellt werden. Je nach Hersteller können die Hauptwerte geringfügig abweichen, müssen aber stets der geltenden Norm GOST 31996-2012 entsprechen.

Beispiel einer Tabelle zur Entsprechung von Leiterquerschnitt und maximal zulässigem Dauerstrom in Abhängigkeit von der Verlegeart der Leitungen

Manchmal wird die Verkabelung nicht mit dem minimal zulässigen Querschnitt, sondern mit einem etwas größeren gewählt. Dies ist gerechtfertigt, da die Reserve an Übertragungskapazität den Anschluss neuer Elektrogeräte ohne teure Demontage alter und Verlegung neuer Kabel ermöglicht.

Die Parameter der im Verteilerkasten installierten Leitungsschutzschalter werden so gewählt, dass sie zuverlässig auslösen, wenn der Strom den als maximal zulässig für die verlegte Verkabelung festgelegten Wert überschreitet.

Der Nennstrom des Schutzschalters (I_n) wird aus dem zulässigen Kabelstrom (I_p) nach folgender Formel berechnet:

I_n <= I_p / 1.45

In der Regel wird ein Schutzschalter mit dem höchsten zulässigen Nennwert gewählt, um die Wahrscheinlichkeit einer Auslösung bei starker, aber noch zulässiger Belastung des Stromkreises zu minimieren.

Zusammenhang der grundlegenden elektrischen Größen

Leistung und Stromstärke können über die Spannung (U) oder den Widerstand des Stromkreises (R) miteinander verknüpft werden. In der Praxis ist die Anwendung der Formel P = I² * R jedoch schwierig, da der Widerstand auf einer realen Strecke nur schwer genau zu berechnen ist.

Ein- und dreiphasiger Anschluss

Die meisten elektrischen Hausinstallationen sind einphasig.

In diesem Fall erfolgt die Neuberechnung der Scheinleistung (S) und des Wechselstroms (I) unter Verwendung der bekannten Spannung nach den folgenden Formeln, die sich aus dem klassischen Ohmschen Gesetz ergeben:

S = U * I

I = S / U

Derzeit hat sich die Praxis durchgesetzt, Drehstromnetze an Wohn-, Haushalts- und kleine gewerbliche Objekte anzuschließen. Dies ist unter dem Gesichtspunkt der Minimierung der Kosten für Kabel und Transformatoren gerechtfertigt, die vom Energieversorgungsunternehmen getragen werden.

Beim Anschluss eines Drehstromnetzes wird ein dreipoliger Eingangs-Leistungsschalter (oben links), ein Drehstromzähler (oben rechts) und für jeden separaten Stromkreis – gewöhnliche einpolige Geräte (unten links) installiert.

Der Querschnitt der Leitungsadern und die Nennleistung bei Verwendung von Drehstromverbrauchern werden ebenfalls nach der Stromstärke bestimmt, die wie folgt berechnet wird:

I_l = S / (1.73 * U_l)

Hier bedeutet der Index “l” den linearen Charakter der Größen.

Bei der Planung und anschließenden Durchführung der Innenraumverdrahtung ist es besser, Drehstromverbraucher in separate Stromkreise aufzuteilen. Geräte, die mit der Standardspannung 220 V betrieben werden, sollten möglichst gleichmäßig auf die Phasen verteilt werden, sodass keine signifikante Schieflast entsteht.

Manchmal ist eine gemischte Verbindung von Geräten zulässig, die sowohl an einer als auch an drei Phasen betrieben werden. Diese Situation ist nicht die einfachste, daher ist es besser, sie anhand eines konkreten Beispiels zu betrachten.

Angenommen, in den Stromkreis ist ein Drehstrom-Induktionsofen mit einer Wirkleistung von 7,0 kW und einem Leistungsfaktor von 0,9 eingeschaltet. An Phase “A” ist ein Mikrowellenherd mit 0,8 kW und einem Faktor “2” für den Anlaufstrom angeschlossen, an Phase “B” ein Wasserkocher mit 2,2 kW. Für diesen Abschnitt sind die Parameter des Stromnetzes zu berechnen.

Schaltplan für den Anschluss von Geräten an das Netz. Bei dieser Konfiguration wird immer ein dreipoliger Leitungsschutzschalter installiert. Die Verwendung mehrerer einpoliger Schutzschalter zum Schutz ist nicht zulässig.

Bestimmen Sie die Scheinleistung aller Geräte:

S_i = P_i / cos(f) = 7000 / 0.9 = 7800 VA;

S_m = P_m * 2 = 800 * 2 = 1600 VA;

S_c = P_c = 2200 VA.

Bestimmen Sie die Stromstärke jedes Geräts:

I_i = S_i / (1.73 * U_l) = 7800 / (1.73 * 380) = 11.9 A;

I_m = S_m / U_f = 1600 / 220 = 7.2 A;

I_c = S_c / U_f = 2200 / 220 = 10 A.

Bestimmen Sie die Stromstärke pro Phase:

I^A = I_i + I_m = 11.9 + 7.2 = 19.1 A;

I^B = I_i + I_c = 11.9 + 10 = 21.9 A;

I^C = I_i = 11.9 A.

Der maximale Strom bei eingeschalteten Elektrogeräten fließt durch die Phase 'B' und beträgt 21,9 A. Eine ausreichende Kombination für den einwandfreien Betrieb aller Geräte in diesem Stromkreis ist ein Kupferquerschnitt von 4,0 mm² und ein Leitungsschutzschalter mit 20 oder 25 A.

Typische Spannung von Haushaltsnetzen

Da Leistung und Stromstärke über die Spannung verbunden sind, muss dieser Wert genau bestimmt werden. Vor der Einführung von GOST 29322-2014 im Oktober 2015 betrug die Spannung für normale Netze 220 V und für Drehstromnetze 380 V.

Gemäß dem neuen Dokument wurden diese Werte an die europäischen Anforderungen angepasst – 230 / 400 V. Die meisten Hausstromversorgungssysteme funktionieren jedoch noch nach den alten Parametern.

Den tatsächlichen Spannungswert erhalten Sie mit einem Voltmeter. Liegen die Werte deutlich unter den Referenzwerten, muss ein Eingangsspannungsstabilisator angeschlossen werden.

Eine Abweichung von 5 % des Ist-Werts vom Soll-Wert ist für jeden Zeitraum zulässig, eine Abweichung von 10 % jedoch nicht länger als eine Stunde. Bei Spannungsabfall verlieren einige Verbraucher wie Wasserkocher, Glühlampe oder Mikrowellenherd an Leistung.

Ist das Gerät jedoch mit einem integrierten Stabilisator (z. B. Gaskessel) oder einem separaten Schaltnetzteil ausgestattet, bleibt die aufgenommene Leistung konstant.

In diesem Fall führt der Spannungsabfall bei Berücksichtigung von I = S / U zu einer Erhöhung der Stromstärke. Daher wird empfohlen, den Kabelquerschnitt nicht genau auf die maximalen berechneten Werte auszulegen, sondern eine Reserve von 15-20 % einzuplanen.

Nützliches Video zum Thema

Strommessung mit einem Multimeter und anschließende Leistungsberechnung:

Elektronisches Gerät zur Bestimmung von Spannung, Stromstärke und automatischer Leistungsberechnung:

Die Stromstärke zu bestimmen, wenn Netzspannung und Gesamtleistung der Geräte im Stromkreis bekannt sind, ist recht einfach. Die Schwierigkeit liegt in der Messung oder Berechnung der Ausgangsparameter.

Wenn Sie Zweifel an der Richtigkeit der gefundenen Lösung haben, wenden Sie sich besser an einen Elektriker, da Rechenfehler zu ernsthaften Problemen führen können.

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