##  [Leistungsfaktor](/de/node/64592) 

 Definition

Verhältnis der Wirkleistung P, die einer Last zugeführt wird, zur Scheinleistung S im Wechselstromsystem: PF = P/S. Im eindimensionalen sinusförmigen Dauerbetrieb linearer Elemente gilt PF = cos φ (φ = Phasenwinkel Spannung–Strom). Der Leistungsfaktor zeigt an, wie effizient die Scheinleistung in Wirkleistung umgesetzt wird und unterscheidet Phasenverschiebung und Verzerrung der Wellenform.

 

 

 

 

 

 





## Prinzip

Prinzip

Bei gleicher Wirkleistungsanforderung reduziert ein höherer Leistungsfaktor den benötigten Strombetrag und damit die Scheinleistung S = V·I*, was Leiterquerschnitt, Transformatorbelastung und I2R‑Verluste verringert; ein niedriger PF erhöht dagegen den Strom und die Verluste.

 

 

 

 

 





## Demonstration

Demonstration

Illustratives Beispiel → Situation: Elektromotor benötigt P = 100 kW mit induktivem PF = 0,7. → Erkenntnis: S = P/PF ≈ 143 kVA; Leitungsstrom wird für 143 kVA ausgelegt. → Maßnahme: Einbau von Kondensatoren zur Korrektur auf PF = 0,95. → Folge: S ≈ 105 kVA, verringerter Strom, geringere Verluste und ausreichende Transformatorleistung.

 

 

 

 

## Fehlanwendung

Fehlanwendung

PF mit Wirkungsgrad verwechseln: aus PF = 0,9 schließen, 10 % der Energie seien verschwendet. Der Fehler liegt im Vermischen des momentanen Verhältnisses von Wirkleistung zur Scheinleistung mit der energetischen Effizienz über Zeit; PF gibt keine Aussage über die tatsächlich genutzte Energie über eine Periode.

 

 

 

 

 





## Konsequenz

Konsequenz

Technische und wirtschaftliche Folgen: PF beeinflusst Dimensionierung von Leitungen und Transformatoren, Spannungsfall, thermische Verluste und gegebenenfalls Abrechnungsgrößen der Versorger. Korrekte Berücksichtigung kann Investitions‑ und Betriebskosten senken; Vernachlässigung der Oberschwingungen bei Korrektur kann jedoch weiterhin Erwärmungsschäden verursachen.

 

 

 

 

## Umkehrung

Umkehrung

Bei erheblichen Oberschwingungen oder nichtlinearen Lasten ist PF nicht mehr allein durch cos φ beschreibbar; aktive Kompensation oder Filter sind nötig. Außerdem kann unkoordinierte kapazitive Korrektur Netzresonanzen hervorrufen.

 

 

 

 

 





## Abgrenzung

Abgrenzung

Eindeutig innerhalb: sinusförmiger, linearer Ein‑Frequenz‑Betrieb, PF = cos φ und passive Korrektur anwendbar. Randfall: mäßig verzerrte Wellenformen mit signifikanter Verzerrungskomponente des PF. Außerhalb: Gleichstromkreise oder verteilte elektromagnetische Felder, in denen der PF‑Begriff nicht anwendbar ist.

 

 

 

 

 





## Semantische Spannung

Semantische Spannung

Minimierung der Scheinleistung (und damit Dimensionierungskosten) versus Minimierung der Oberschwingungsbelastung: passive PF‑Korrektur reduziert Blindstrom, kann jedoch Oberschwingungen verschlechtern oder Resonanzen erzeugen, sodass beide Ziele abgewogen werden müssen.

 

 

 

 

 





## Synthese

Synthese

Der Leistungsfaktor fasst zusammen, wieviel der gelieferten Scheinleistung in Wirkleistung umgesetzt wird; er ist ein praktisches Maß für Dimensionierung und Verluste, das aber in Anwesenheit von Verzerrungen und Netzimpedanz qualifiziert werden muss.