Voltampere

Physikalische Einheit ⓘ
Einheitenname	Voltampere
Einheitenzeichen	$\mathrm {VA}$
Physikalische Größe(n)	Scheinleistung
Formelzeichen	$S$
Dimension	${\mathsf {M\;L^{2}\;T^{-3}}}$
System	Internationales Einheitensystem
In SI-Einheiten	$\mathrm {1\,VA=1\,V\cdot 1\,A=1\,W}$
Benannt nach	Alessandro Volta, André-Marie Ampère
Siehe auch: Watt, Var

Das Voltampere mit dem Einheitenzeichen VA ist eine gesetzliche Maßeinheit für die elektrische Scheinleistung $S$. Sie wird bei Wechselgrößen (Wechselspannung, Wechselstrom, auch Dreiphasenwechselstrom) in der elektrischen Energietechnik zur Kennzeichnung der Anschlussleistung von elektrischen Maschinen (wie Drehstrommotoren) oder Transformatoren verwendet. ⓘ

Das Watt ist die allgemeine Maßeinheit für die physikalische Größe Leistung. Als besondere Einheiten werden Voltampere für elektrische Scheinleistung und Var für elektrische Blindleistung verwendet (DIN 1301, DIN 1304, DIN 40110). ⓘ

Die Einheit der Scheinleistung ist verknüpft mit SI-Einheiten gemäß

$\left[S\right]={\left[U_{\mathrm {eff} }\right]}_{\text{SI}}\cdot {\left[I_{\mathrm {eff} }\right]}_{\text{SI}}\to 1\,\mathrm {VA} =1\,\mathrm {V} \cdot 1\,\mathrm {A} =1\,\mathrm {W}$. ⓘ

Wie bei Maßeinheiten üblich, werden zur Erzielung überschaubarer Zahlenwerte Vorsätze für Maßeinheiten verwendet, wie „kVA“ für „Kilovoltampere“ (= 1 000 VA) oder „MVA“ für „Megavoltampere“ (= 1 000 000 VA). ⓘ

Ein Volt-Ampere (SI-Symbol: V⋅A oder V A; auch VA) ist die Einheit für die Scheinleistung in einem elektrischen Stromkreis. Die Scheinleistung ist gleich dem Produkt aus dem quadratischen Mittelwert der Spannung und dem quadratischen Mittelwert des Stroms. In Gleichstromkreisen ist dieses Produkt gleich der Wirkleistung in Watt. Für die Analyse von Wechselstromkreisen (AC) werden in der Regel Volt-Ampere verwendet. Das Volt-Ampere ist dimensionsmäßig äquivalent zum Watt (in SI-Einheiten: 1 V⋅A = 1 W). Die VA-Bewertung wird vor allem für Generatoren und Transformatoren (und andere stromverarbeitende Geräte) verwendet, bei denen die Lasten reaktiv (induktiv oder kapazitiv) sein können. ⓘ

Einheit

Bei einem einfachen Stromkreis, der mit Gleichstrom betrieben wird, sind Strom und Spannung konstant. In diesem Fall ist die Wirkleistung (P, gemessen in Watt) das Produkt aus dem elektrischen Strom (I, gemessen in Ampere) und der Spannung von einer Seite des Stromkreises zur anderen (V, gemessen in Volt): $P=I\cdot V$ ⓘ

Bei Wechselstrom sind jedoch sowohl die Spannung als auch der Strom schwankend. Die Momentanleistung ist immer noch das Produkt aus Momentanstrom und Momentanspannung, aber wenn es sich bei beiden um ideale Sinuswellen handelt, die eine rein ohmsche Last (wie eine Glühbirne) antreiben, ergibt sich die Durchschnittsleistung (mit tiefgestellten Indizes für Durchschnitt (av), Spitzenamplitude (pk) und Effektivwert (rms)): $P_{\text{av}}={I_{\text{pk}}\cdot V_{\text{pk}} \over 2}=I_{\text{rms}}\cdot V_{\text{rms}}$ ⓘ

Allgemeiner ausgedrückt: Wenn Spannung und Strom nicht mehr in Phase sind, berechnen diese Produkte nicht mehr die mittlere Leistung, sondern eine neue Scheinleistung (S, gemessen in Volt-Ampere): $S=I_{\text{rms}}\cdot V_{\text{rms}}$ ⓘ

Das Verhältnis zwischen Wirkleistung (die oben genannte Durchschnittsleistung) und Scheinleistung wird durch den Leistungsfaktor beschrieben. Bei einer rein ohmschen Last sind sie gleich: Die Scheinleistung ist gleich der Wirkleistung. Bei einer reaktiven (kapazitiven oder induktiven) Komponente in der Last ist die Scheinleistung größer als die Wirkleistung, da Spannung und Strom nicht mehr in Phase sind. Im Grenzfall einer reinen Blindlast wird zwar Strom entnommen, aber es wird keine Leistung in der Last abgeführt. ⓘ

Einige Geräte, darunter auch unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USVs), haben Nennwerte sowohl für die maximale Volt-Ampere- als auch die maximale Wattleistung. Die VA-Bewertung wird durch den maximal zulässigen Strom und die Watt-Bewertung durch die Stromaufnahmekapazität des Geräts begrenzt. Wenn eine USV Geräte versorgt, die eine Blindlast mit niedrigem Leistungsfaktor darstellen, kann keiner der beiden Grenzwerte sicher überschritten werden. Ein (großes) USV-System mit einer Nennleistung von 400.000 Volt-Ampere bei 220 Volt kann beispielsweise einen Strom von 1818 Ampere liefern (dies sind Effektivwerte). ⓘ

VA-Werte werden häufig auch für Transformatoren verwendet; der maximale Ausgangsstrom ist dann der VA-Wert geteilt durch die Nennausgangsspannung. Transformatoren mit demselben Kern haben in der Regel denselben VA-Wert. ⓘ

Die Konvention der Verwendung von Volt-Ampere zur Unterscheidung von Schein- und Wirkleistung ist nach der SI-Norm zulässig. ⓘ

Blindleistung in Volt-Ampere

In der elektrischen Energieübertragung und -verteilung ist Volt-Ampere-Blindleistung (var) eine Maßeinheit für die Blindleistung. Blindleistung liegt in einem Wechselstromkreis vor, wenn Strom und Spannung nicht in Phase sind. Der Begriff var wurde von dem rumänischen Elektroingenieur Constantin Budeanu vorgeschlagen und 1930 von der IEC in Stockholm eingeführt, die ihn als Einheit für die Blindleistung übernommen hat. ⓘ

Zur Messung der Blindleistung in einem Stromkreis gibt es spezielle Geräte, die Varmeter genannt werden. ⓘ

Die Einheit "var" ist im Internationalen Einheitensystem (SI) zugelassen, auch wenn die Einheit var für eine Form der Leistung steht. Das SI erlaubt die Angabe von Einheiten, die physikalische Überlegungen des gesunden Menschenverstands widerspiegeln. Gemäß der EU-Richtlinie 80/181/EWG (der "Metrik-Richtlinie") ist das korrekte Symbol ein kleingeschriebenes "var", obwohl die Schreibweisen "Var" und "VAr" allgemein gebräuchlich sind und "VAR" in der Energiebranche weit verbreitet ist. ⓘ