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Verlustleistung
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Als Verlustleistung bezeichnet man die Differenz zwischen aufgenommener Leistung und in der gewünschten Form abgegebener Leistung eines Gerätes oder Prozesses. Verlustleistung wird überwiegend als Wärme frei.
Die Verlustleistung hängt von der gewünschten Funktion eines Gerätes ab: Als elektrische Heizung hat ein Computer praktisch keine Verlustleistung, als Gerät zur Informationsverarbeitung ist diese dagegen sehr hoch.
Wichtig ist die Verlustleistung besonders bei Energietransport und Energieumwandlung, wie in Getrieben (mechanische Energie), Transformatoren (elektrische Energie), Glühlampen (Wandlung von elektrischer in Lichtenergie), Motoren (Wandlung von chemischer oder elektrischer Energie in mechanische Energie) als zu minimierender Verlust.
Ein wichtiger Aspekt ist oftmals auch, dass die entstehende Verlustwärme abgeführt werden muss.
Elektrotechnik
In der Elektrotechnik bezeichnet man den Teil der Wirkleistung als Wirkverlustleistung Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): P_{v} , der unerwünscht in einem Gerät oder Bauelement in Wärme (auch Verlustwärme) umgesetzt wird. Von den Kühlbedingungen, d.h. der Wärmeabfuhr, hängt die maximale Verlustleistung ab. Diese wird in der Regel vom Hersteller angegeben.
An idealen Blindwiderständen, wie Kondensatoren, Spulen ohne Innenwiderstände und unter der Bedingung von zeitlich veränderlichen, elektrischen Flussgrößen (Ströme) oder Potenzialgrößen (Spannungen), geht keine Leistung in Form eines Wärmestromes verloren. Ideale Blindwiderstände verursachen allerdings einen Austausch von Blindleistung Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): Q_{v}
im Wechselstromnetz. Zur Reduzierung des Blindleistungsaustausches setzt man Blindleistungskompensation ein.
Die Verlustleistung Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): S_{v}
berechnet sich wie eine Scheinleistung mit Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): S_{v}= \sqrt {Q_{v}^2+P_{v}^2} = U*I
.
Die Verlustleistung spielt oft in der Halbleiterdimensionierung eine Rolle, da die relativ kleinen Bauelemente meist große Wärmemengen abgeben müssen. Um deren Oberfläche zu vergrößern, verwendet man Kühlkörper. Folge: Die Wärmeenergie kann leichter an die Umgebung abgegeben werden.
Bei z.B. Silizium-Dioden und Bipolartransistoren verwendet man die Formel Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): P_{v}=U*I + I^2*r . Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): r
wird in diesem Fall klein geschrieben, da es sich um den differentiellen Widerstand des Halbleiters handelt, der stark stromabhängig ist.
Der Leitungsverlust bei der Übertragung elektrischer Energie hängt direkt vom Leitungswiderstand Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): R , somit von der Leitungsdicke und dem verwendeten Material, und vom fließenden elektrischen Strom Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): I
ab. Er kann mit Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): P=R*I^2 oder Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): P=dU^2/R berechnet werden, wobei Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): dU den Spannungsabfall über dem Leitungswiderstand Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): R bezeichnet.
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