Wechselstromtheorie
Elektrotechnik Band 3 Kapitel 9 Teil 1(9.1-9.15)
Elektrotechnik Band 3 Kapitel 9 Teil 1(9.1-9.15)
Beispiele Wirkwiderstände
Heizwicklungen in Kochfelder, Wasserwärmer, Lötkolben, (Glühlampe)
Gesetz für Wirkwiderstände
Für Wirkwiderstände gelten im Wechselstromkreis die gleichen gesetze wie für Gleichstrom, dabei muss man mit dem Effektivwert rechnen.
Sind Spannung und Strom bei Wirkwiderständen in Phase, wenn nein um wie viel sind sie verschoben?
Ja sie sind in Phase.
Kapazitiver Blindwiderstand Formelzeichen und Einheit
Xc
Ω
Was passiert wenn man einen Kondesator in ein Wechselstromkreis schalted?
Der Kondensator wird Ständig umgeladen und wirkt dadurch als kapazitiver Blindwiderstand.
Sind Spannung und Strom bei einem Kondensator (kapazitiver Blindwiderstand) in Phase, wenn nein um wie viel verschoben?
Nein, bei einem idealen Kondensator eilt der Strom der angelegten Spannung um 90° voraus
Was ist eine Phasenverschiebung?
Die grösse der zeitlichen verschiebung zwischen Sinusspannung und Sinusstrom nennt man Phasenverschiebung. Sie wird meist durch den Phasenverschiebungswinkel φ (Phi) angegeben. φ kann max. 90° sein
von was ist der kapazitive Blindwiderstand abhängig?
Der kapazitive Blindwiderstand eines Kondesators ist umso kleiner, je grösser Kapazität und Frequenz(kreisfrequenz) sind.
kapazitiver Blindwiderstand Formel
\(Xc= {Ubc\over Ibc}\)
\(Xc= {1\over 1*C}={1\over 2π*f*C}\)
Induktiver Blindwiderstand Formelzeichen und Einheit:
XL
Ω
Wie entsteht ein induktiver Blindwiderstand?
Er entsteht durch Selbstinduktion und ist nur bei Wechselspannung vorhanden.
Sind die angelegte Spannung und der angelegte Strom in Phase, wenn nein um wie viel ist er verschoben?
Nein, der Strom eilt der Spannung (bei reinen Induktivitäten um 90°) nach.
Wovon ist der induktive Blindwiderstand abhängig?
Er ist von der Art des Eisenkerns abhängig, das Eisen leited den magnetischen Fluss besser, dadurch entsteht einen höhere Selbstinduktionsspannung, die Induktivität steigt.
Der induktive Blindwiderstand einer Spule wird umso grösser, je...
...grösser Induktivität und Frequenz sind.
XL=
\(XL= Ubl\over Ibl\)
\(XL= ω*L= 2π*f*L\)
Scheinwiderstand oder auch...
Formelzeichen und Einheit
Impendanz
Z
Ω
Was ist der Scheinwiderstand?
Den Wechselstromwiderstand eines Verbrauchers nennt man Scheinwiderstand oder Impedanz. Unter dem Scheinwiderstand versteht man den aus den Messwerten von Wechselspannung und Wechselstrom ermittelten Widerstand.
Scheinwiderstand in einer Spule:
Der Scheinwiderstand einer Spule ändert mit der Frequenz. Im Scheinwiderstand ist nebst dem Induktiven Blindwiderstand auch der Wirkwiderstand enthalten.
Z=
\(Z={U\over I}\)
\(Z=\sqrt{XL^2+R^2}\)
Warum zeigt das Ohmmeter bei einer Spule den Wirk- und nicht den Scheinwiderstand an?
Das Ohmmeter misst mit einer Gleichspannung.
Mit was wird Wechselspannung in unserem Niederspannungsnetz erzeugt?
mittels Wechselspannungsgeneratoren die nach dem Induktionsprinzip arbeiten. Sie werden entweder als Innenpol- oder Aussenpolmaschinen gebaut.
Wann brennen die Lampen und in welche richtung fliesst der Strom?
Bei geleichmässiger Drehung einer Leiterschleife in einem gleichförmigen Magnetfeld ändert sich...
in der Leiterschleife der magnetische Fluss (grün) in Grösse und Richtung sinusförmig. Es wird eine Sinusförmige Wechselspannung induziert.
Welche wesentlichen Vorteil hat ein Wechselstromnetz gegenüber einem Gleichstromnetz
Wechselstrom ist transformierbar und läst sch besser schalten.
Benenne:
für den Momentanwert der Spannung gilt:
\(u= û * sinφ\)
für Momentanwert des Strom gilt:
\(i= î * sinφ\)
Was bedeuted Frequenz?
Es ist die Anzahl Perioden während 1s (Häufigkeit)
Einheit der Frequenz
Hertz-HZ-1/s
Periodendauer bedeuted
Einheit der Periodendauer
die Zeitkurve einer Periode bzw. Sinuskurve
Sekunden
Was ist der Zusammenhang zwischen Frequenz und Periodendazer?
Die Frequenz ist der Kehrwert der Periodendauer. Die Frequenz ist umso grösser, je kleiner die Periodendauer ist.
\(f={1\over T}\)
\(T={1\over f}\)
Trigonometrie:
Was ist das Verhältniss zwischen Katheten und Hypotenusen
Das Verhältnis von Kathte und Hypotenuse bzw. der Katheten ist ein Mass für den Winkel. Die Grösse des Dreiecks spielt keine Rolle.
sinφ
\(Gegenkathete\over Hypotenuse\)
cosφ
\(Ankathete\over Hypotenuse\)
tanφ
\(Gegenkathete\over Ankathete\)
ctanφ
\(Ankathete\over Gegenkathete\)
Bei einem Einphasen-Wechselstromgenerator 2polig erzeugt eine Polarumdrehung... und 2 Polarumdrehungen erzeugen...
1 Periode
2 Perioden
Bei einem Einphasen-Wechselstromgenerator 4 polig erzeugt eine Polarumdrehung... und 2 Polarumdrehungen erzeugen...
2 Perioden
4 Perioden
Einphasen-Wechselstromgenerator:
Zusammenhang zwischen Perioden, Polarzahl und Polarumdrehungen
Die Anzahl Perioden vermehren sich Proportional mit den Polarumdrehungen und Polarzahlen
Einphasen-Wechselstromgenerator:
für die Frequenz gilt:
\(f = p* n''={p*n\over60}\)
n'': Drehzahl [1/s]
n: Drehzahl [1/min]
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Cartes-fiches
Wie entsteht ein induktiver Blindwiderstand?
Er entsteht durch Selbstinduktion und ist nur bei Wechselspannung vorhanden.
Sind die angelegte Spannung und der angelegte Strom in Phase, wenn nein um wie viel ist er verschoben?
Nein, der Strom eilt der Spannung (bei reinen Induktivitäten um 90°) nach.
Wovon ist der induktive Blindwiderstand abhängig?
Er ist von der Art des Eisenkerns abhängig, das Eisen leited den magnetischen Fluss besser, dadurch entsteht einen höhere Selbstinduktionsspannung, die Induktivität steigt.
Der induktive Blindwiderstand einer Spule wird umso grösser, je...
...grösser Induktivität und Frequenz sind.
XL=
\(XL= Ubl\over Ibl\)
\(XL= ω*L= 2π*f*L\)
Scheinwiderstand oder auch...
Formelzeichen und Einheit
Impendanz
Z
Ω
Was ist der Scheinwiderstand?
Den Wechselstromwiderstand eines Verbrauchers nennt man Scheinwiderstand oder Impedanz. Unter dem Scheinwiderstand versteht man den aus den Messwerten von Wechselspannung und Wechselstrom ermittelten Widerstand.
Scheinwiderstand in einer Spule:
Der Scheinwiderstand einer Spule ändert mit der Frequenz. Im Scheinwiderstand ist nebst dem Induktiven Blindwiderstand auch der Wirkwiderstand enthalten.
Z=
\(Z={U\over I}\)
\(Z=\sqrt{XL^2+R^2}\)
Warum zeigt das Ohmmeter bei einer Spule den Wirk- und nicht den Scheinwiderstand an?
Das Ohmmeter misst mit einer Gleichspannung.
