Last
Englisch: load
Jedes Bauteil, das Strom oder Leistung aus einem elektrischen Stromkreis entnimmt.
Last: alles, was Strom aus einer Schaltung verbraucht
Eine Last ist jedes Gerät, jede Komponente oder jedes System, das an eine elektrische Schaltung angeschlossen ist, Strom aufnimmt und elektrische Energie in Arbeit, Wärme, Licht oder Bewegung umwandelt. In der Praxis ist die Last das, was die Stromquelle speisen muss: ein Motor, Heizelement, eine Lampe, eine Pumpe oder eine Industriemaschine. Die Last bestimmt, wie viel Strom durch die Schaltung fließt und welcher Spannungsfall über die Leitungen und Verbindungen auftritt.
Lasten fallen je nach ihrem elektrischen Verhalten in drei große Kategorien. Ohmsche Lasten wie Heizleiter oder Glühbirnen ziehen einen gleichmäßigen Strom, der proportional zur angelegten Spannung ist; sie verbrauchen nur Wirkleistung. Induktive Lasten wie Motoren, Transformatoren und Spulen erzeugen Magnetfelder und ziehen einen Strom, der der Spannung nacheilt; sie verbrauchen sowohl Wirkleistung als auch Blindleistung. Kapazitive Lasten sind in der Industrie seltener, kommen aber in bestimmten Steuerschaltungen und Blindleistungskompensationssystemen vor; ihr Strom eilt der Spannung voraus. Die meisten Industrieanlagen enthalten eine Mischung, wobei Motoren den induktiven Anteil dominieren.
Die Lastangabe ist für die Schaltungsauslegung und den Schutz entscheidend. Ein Motor mit einer Leistung von 5 PS bei 480 V Drehstrom zieht einen Nennstrom (FLC) von ungefähr 6,2 A. Die Auslegung von Leitern und Schutzvorrichtungen nach der tatsächlichen Last verhindert unnötige Auslösungen und Spannungseinbruch; eine zu kleine Auslegung führt zu Überhitzung und Brandgefahr. Der Leistungsfaktor liegt bei Motoren typischerweise zwischen 0,7 und 0,95 und bestimmt, wie viel Scheinleistung (Kilovoltampere) die Last im Verhältnis zur Wirkleistung (Kilowatt) benötigt.
Lastverlauf und Übergangsvorgänge
Die meisten Lasten laufen nicht mit konstanter Leistung. Eine Pumpe wird bei niedrigerem Förderdruck langsamer, eine Säge trifft auf stumpfe oder scharfe Zähne, eine Lüftungsanlage schaltet an und aus. Diese Schwankungen bedeuten, dass die Schaltung sowohl gleichmäßigen Strom als auch kurze Anlaufflussspitzen verkraften muss. Sanftanlasser und Frequenzumrichter (FU) reduzieren die Anlaufflussspitze großer Motoren von sechs bis acht mal des Nennstroms auf zwei bis drei mal, was die Stromversorgung schützt und den mechanischen Schock auf das angetriebene Gerät vermindert. Eine Nichtbeachtung von Übergangsbeanspruchungen hat Verteilungstransformatoren zerstört und Hauptzuleitungen ausgelöst.
Der Begriff "Last" erscheint auch in mechanischen Kontexten: die Last auf einer Welle, einem Lager oder einem Träger bezieht sich auf die auf sie ausgeübte Kraft oder das Drehmoment, gemessen in Pfund, Newton oder Fuß-Pfund. Eine elektrische Last und eine mechanische Last wirken direkt zusammen, wenn ein Motor eine Pumpe antreibt; der Widerstand der Pumpe ist die mechanische Last, die der Motor überwinden muss, was bestimmt, welcher elektrische Strom der Motor aus der Schaltung aufnimmt. Das Verständnis beider Aspekte verhindert Abweichungen zwischen Motorauswahl und tatsächlicher Verwendung.