6
physik (Fach) / Wechselstrom(kreis) (Lektion)
- Wechselstromkreis Das Stromversorgungsnetz, an das Haushalte und Industriebetriebe angeschlossen sind, wird vorrangig durch Generatoren gespeist. In ihnen werden Spannungen infolge der Rotation von Spulen induziert. Bei der gleichförmigen Rotation einer Spule oder einer Leiterschleife in einem homogenen magnetischen Feld entsteht eine Sinusförmige Wechselspannung. die Spannung ändert periodisch ihre Polarität; der durch sie hervorgerufene Strom wechselt daher ebenfalls periodisch seine Richtung. Allgemein gilt: Strom, der seine Flussrichtung periodisch wechselt, wird als Wechselstrom bezeichnet.
- elektrische Spannung ...gibt an, wie stark der Antrieb des elektrischen Stroms ist.
- Frequenz Die Frequenz f des Wechselstromes gibt an, wie viele Perioden je Sekunde durchlaufen werden. Es gilt: T= Dauer einer Periode
- Kreisfrequenz Anzeige Kreisfrequenz Die Kreisfrequenz ω gibt die in einer Sekunde von einem Zeiger mit der Länge 1 überstrichenen Winkel an. Die Kreisfrequenz hat den Formelbuchstaben ω (griechischer Buchstabe kleines Omega) und die Einheit 1/Sekunde 1/s. Wenn man davon ausgeht, dass eine vollständige Schwingung 2 · entspricht und die Frequenz f die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde entspricht, dann errechnet sich die Kreisfrequenz gemäß der Formel: ω = 2 · · f Kreisfrequenz Formelzeichen Maßeinheit ω 1/s
- Ohmsche Gesetz Ohmsches Gesetz Das Ohmsche Gesetz besagt, dass die Stromstärke I in einem Leiter und die Spannung U zwischen den Enden des Leiters direkt proportional sind. Die Formel URI ist eine mathematische Darstellung dieses Gesetzes. Mit Hilfe des Ohmschen Gesetzes lassen sich die drei Grundgrößen eines Stromkreises berechnen, wenn mindestens zwei davon bekannt sind. Die drei Grundgrößen sind Spannung, Strom und der Widerstand. Der Physiker Georg Simon Ohm hat den Zusammenhang zwischen Spannung, Strom und Widerstand festgestellt und nachgewiesen. Nach ihm wurde das Ohmsche Gesetz benannt. Ohne Verständnis des Ohmschen Gesetzes ist das Verständnis von Elektrotechnik und Elektronik kaum möglich. Wichtiger Hinweis für Elektronik-Einsteiger Es ist wichtig zu verstehen, dass das Ohmsche Gesetz nur für ohmsche Widerstände gilt. Dazu zählen normale Widerstände, die einen linearen Zusammenhang zwischen Spannung und Strom haben. Der Widerstand einer Diode oder einer Lampe kann nicht mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden, da Strom und Spannung an diesen Bauelementen keinen linearen Zusammenhang aufweisen. Normale Widerstände haben im Rahmen ihrer Grenzwerte, unabhängig von Spannung und Strom, immer den gleichen Wert. Nur dieser Widerstandswert kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden. http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0201113.htm Das Ohmsche Gesetz: Formel: U = R · I "U" ist die Spannung in Volt, z.B. 1 V "R" ist der Widerstand in Ohm, z.B. 1 Ω "I" ist der Strom in Ampere, z.B. 1 A Beispiel: Der Widerstand beträgt 10 Ohm und es fließen 5 Ampere. Wie groß ist die Spannung? Antwort: U = 10 Ohm · 5 Ampere = 50 Volt. Oder in Kurzform: U = 10 Ω · 5 A = 50 V. Die Spannung beträgt somit 50 Volt. Hat man also zwei der drei Größen, kann man damit die dritte Größe berechnen. Anwendung zum Ohmschen Gesetz http://www.frustfrei-lernen.de/elektrotechnik/das-ohmsche-gesetz-elektrotechnik.html
- Ohmscher Widerstand Wirkwiderstand Ohmscher Widerstand an Wechselspannung Ein Wirkwiderstand ist ein ohmscher Widerstand an Wechselspannung. Er wirkt auf die elektrische Energie und wandelt sie in Wärme, Licht oder mechanische Energie um. Der Wirkwiderstand hat im Wechselstromkreis die gleiche Wirkung wie im Gleichstromkreis. Die Phasenverschiebung φ zwischen Spannung und Strom beträgt 0°. Das heißt, Spannung und Strom verlaufen zur gleichen Zeit durch die Nulllinie (Nulldurchgang). Für den Wirkwiderstand im Wechselstromkreis gilt dann das ohmsche Gesetz. Der Wirkwiderstand lässt sich mit Hilfe des ohmschen Gesetzes und den Effektivwerten von Spannung und Strom berechnen. Frequenzabhängigkeit Bei Frequenzen zwischen 0 und 1000 Hz haben Wirkwiderstände einen gleichbleibenden Wert. Über 1000 Hz steigt der Widerstand an. Es kommt der sogenannte Skin-Effekt zur Wirkung. Durch die Wirbelströme im Innern des Widerstands kommt es zu einer Stromveränderung des Wechselstroms am Rand des Widerstands. Durch die Querschnittsabnahme steigt der Widerstand an. Das heißt, der Widerstand steigt durch die Stromabnahme am Rand des Widerstands. http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/1006221.htm
Anzeige