Wechselstromtechnik: Teil 1 kapazitiver und induktiver Widerstand

Wechselstromtechnik

Was wir schon aus Experimenten gelernt haben:

Am Donnerstag haben wir uns in Experimenten das Verghalten von Spule und Kondensator beim Anlegen von Wechselspannung angesehen.

Lernort MINT

Ich fasse zusammen:

Kondensator:

conrad

 - wirkt für Gleichstrom wie eine Unterbrechung, Widerstand unendlich groß
- lässt Wechselstrom durch, und zwar umso besser je höher die Frequenz f und je höher die Kapazität C ist.
Ich hatte euch als Formel für den Wechselstromwiderstand des Kondensators Rc = 1/(ω*C) angegeben, wobei ω = 2*π*f die Winkelgeschwindigkeit (Drehwinkel im Bogenmaß pro Sekunde) ist. Man spöricht auch vom kapazitiven Widerstand.
- Wir hatten eine anschauliche Erklärung gefunden:
So lange der Kondensator aufgeladen wird, gibt er den Stromfluss weiter. Er sperrt nur, nachdem er auf die angelegte Spannung bezogen aufgeladen ist (Q = C*U). Ist die Kapazität hoch, so erreicht er diesen Sperrzustand nicht bevor der Wechselstrom umgepolt ist. Der Kondesator leitet ständig. Entsprechendes gilt auch, wenn man die Umpolfrequenz erhöht. Der Kondensator ist dann "nie" "voll" aufgeladen.

Spule:
- hat für Gleichstrom nur den ohmschen Widerstand..."Ionen stehen im Weg"

fh münster

leybold

- Wechselstrom: Sobald sich die Stromstärke ändert, wird eine Spannung induziert, die diese Änderung abschwächt (Lenzsche Regel), es entsteht also ein induktiver Widerstand Rl.
Ich hatte die Formel angegeben: RL = ω*L

Hinweis: c und L werden als Index an R geschrieben.
                Manchmal verwendet man auch ein X für Wechselstromwiderstände.

Zusammenfassung:
Ihr kennt also jetzt drei Arten von Widerstände:

ohmscher Widerstand
kapazitiver Widerstand
induktiver Widerstand

Übung
Formuliert mit eigenen Worten, was jeweils den Widerstand ausmacht, also was es dem Strom schwer macht, durch das Bauteil zu fließen.
Ihr könnt ja Vorschläge als Kommentar schreiben.

Warum erhöht sich der induktive Widerstand einer Spule, wenn man einen Eisenkern einführt?
Hat ein einzelner Leiter auch einen induktiven Widerstand?
Wie verändert sich der kapazitive Widerstand, wenn ich zwei Kondensatoren parallel schalte?

Bitte meldet euch, wenn ihr die Antworten nicht herausfidnet...
 
Mittelstufen Wiederholung
Ihr habt früher mal gelernt: R = U/I. 1Ω = 1 V/A
Was bedeutet 5 Ω?  Ich brauche für ....eine        von.... (denkt dran: / bedeutet pro)
Macht euch klar, dass die Spannung für den Antrieb steht, dann wird klar, dass 12 Ω ein höherer Widerstand als 5 Ω sind....

Problem:
Auch Wechselstromwiderstände gibt man in Ω an, also als Volt pro Ampere.
Warum ist das problematisch?

Die Antwort wird uns zur Definition der Effektivwerte im nächsten Post führen.