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Physikalische Größen

Verlustleistung

Auch bekannt als: Wärmeverluste, Stromwärmeverluste

Symbol

P_v W

Kurzantwort

Die Leistung, die als Wärme im Leiter in die Umgebung abgegeben wird und als Nutzenergie verloren geht — berechnet mit P_v = I²·R·L in Watt.

Grundlage: Kategorie: Physikalische Größen

Formel-Referenz

Ausführliche Definition

Jeder ohmsche Widerstand eines Leiters wandelt einen Teil der durchgeleiteten elektrischen Energie in Wärme um. Diese Wärme ist Verlustleistung: sie kommt nicht beim Verbraucher an, belastet die Umgebung thermisch und verringert den Gesamtwirkungsgrad. Die Verlustleistung wächst mit dem Quadrat des Stroms — doppelter Strom bedeutet vierfache Verluste. Deshalb lohnt sich bei Dauerlasten ein größerer Querschnitt: Der Widerstand sinkt linear mit der Querschnittsfläche, die Verluste damit ebenso. In Schaltschränken muss die Verlustleistung zusätzlich zur Dimensionierung der Klimatisierung berücksichtigt werden, weil sie die Innentemperatur beeinflusst.

Interaktive Grafik

Kurve zeigt P_v in W als Funktion des Stroms bei AC1, 230 V. Querschnitt, Länge und Material können live verändert werden.

Verlustleistung gegen Strom — quadratisches Wachstum
Strom I 16 AP_v = 87,5 W
Verlustleistung gegen Strom — quadratisches WachstumP_v in Abhaengigkeit von Strom I, 50 Punkte.1511011502002500,05982,511965,017947,523930,0Strom I [A]P_v [W]16 A · 87,5 W
16 A
2,5 mm²
20 m

Beispiel: bei Strom I = 16 A ergibt sich P_v = 87,5 W.

Verlustleistung wächst mit dem Quadrat des Stroms — verdoppeln Sie den Strom, vervierfacht sich die Wärme im Leiter. Zweifacher Querschnitt halbiert dagegen den Widerstand und damit die Verluste. Alu-Leiter haben bei gleichem Querschnitt rund 60 % höhere Verluste als Kupfer, weil ihre Leitfähigkeit geringer ist.

Anwendung in unseren Rechnern

Der Spannungsabfall-Rechner zeigt für jede Leitung die Verlustleistung in Watt an. Der Schaltschrank-Rechner gibt sie in Watt je Meter aus — relevant für die Berechnung der Wärmelast im Gehäuse. Auf einer 20 m langen Wallbox-Leitung mit NYM-J 5x2,5 mm² entstehen bei 16 A Ladestrom rund 40 W Dauerverluste.
Spannungsabfall-Rechner Schaltschrank-Rechner

Häufige Missverständnisse

Oft wird Verlustleistung mit Blindleistung verwechselt — beides hat nichts miteinander zu tun. Verlustleistung ist reine Wärme im Leiterwiderstand, Blindleistung pendelt verlustfrei im Idealfall. Ein anderer Fehler: den Widerstand bei 20 °C zu rechnen, obwohl der Leiter bei Volllast auf 70 °C warm wird — der reale Widerstand ist dann rund 20 % höher.

Häufige Fragen

Fachliche Details zu dieser Parameter-Kombination

Wie viel Energie verliere ich jährlich im Kabel?
Bei 40 W Dauerverlusten über 4000 Ladestunden im Jahr sind das 160 kWh — rund 50 Euro bei 30 Cent pro kWh. Bei dauerhaft betriebenen Verbrauchern wie Wärmepumpen summiert sich das über die Lebensdauer erheblich.
Skaliert die Verlustleistung linear mit dem Strom?
Nein, quadratisch. Verdoppelung des Stroms führt zu vierfachen Verlusten. Das ist auch der Grund, warum Langstrecken-Hochspannungsleitungen mit 380 kV arbeiten: Bei gleicher transportierter Leistung ist der Strom viel kleiner und damit die Verluste deutlich geringer.
Warum steigt die Verlustleistung mit der Temperatur?
Weil der Widerstand von Kupfer mit steigender Temperatur zunimmt — pro Kelvin um rund 0,4 %. Ein Leiter, der bei 70 °C arbeitet statt bei 20 °C, hat also rund 20 % höheren Widerstand und entsprechend höhere Verluste.

Siehe auch

Verwandte Begriffe im Lexikon.

Spannungsfall
Die Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung einer Leitung unter Belastung, ve…
Leitfähigkeit
Die Materialeigenschaft, die angibt, wie gut ein Leiter elektrischen Strom durchlässt —…
Temperaturkoeffizient
Ein materialspezifischer Faktor, der die Änderung des elektrischen Widerstands pro Kelv…
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