WIRKLEISTUNG

  P  =  U × I              (DC)
  P  =  U × I × cos φ      (AC einphasig)
  P  =  √3 × U × I × cos φ (AC dreiphasig)

  Variablen :
    U       Spannung (V) — zwischen den Außenleitern bei Dreiphasen
    I       Leiterstrom (A)
    cos φ   Leistungsfaktor (0 bis 1)
    √3      ≈ 1,732  (Verhältnis Außenleiter / Sternspannung)

  Begründung : P ist die tatsächlich von der Last verbrauchte Energie
  (in W). Sie wird in Wärme, Bewegung, Licht umgewandelt — die einzige
  Leistung, die auf der Stromrechnung erscheint (in kWh).


BLINDLEISTUNG

  Q  =  U × I × sin φ      (AC einphasig)
  Q  =  √3 × U × I × sin φ (AC dreiphasig)

  Variablen :
    Q       Blindleistung (var)
    sin φ   = √(1 − cos²φ)

  Begründung : Q ist die Energie, die ständig zwischen Quelle und den
  Induktivitäten/Kondensatoren der Last hin- und herpendelt. Sie
  leistet keine Nutzarbeit, durchläuft aber Kabel und Transformatoren
  — daher die Penalisierung durch Netzbetreiber ab einem bestimmten cos φ.


SCHEINLEISTUNG

  S  =  U × I              (AC einphasig)
  S  =  √3 × U × I         (AC dreiphasig)

  Variablen :
    S   Scheinleistung (VA)

  Begründung : S ist das, was das Netz physikalisch liefern muss. Sie
  bestimmt die Auslegung von Kabeln, Transformatoren und Generatoren.
  Ein Transformator wird in kVA (S) verkauft, nicht in kW (P).


LEISTUNGSDREIECK

  S²  =  P² + Q²
  cos φ  =  P / S

  Begründung : grundlegende pythagoreische Beziehung zwischen den drei
  Leistungen. cos φ misst, welcher Anteil von S tatsächlich nutzbar ist.
  Beispiele : cos φ = 1 → resistive Last (Heizung, Halogenlampe) ;
  cos φ = 0,85 → typischer Motor ; cos φ = 0,6 → stark induktive Last.