Wechselstromtechnik Teil 4: Addition von Impedanzen oder was Widerstände mit Pfeilen zu tun haben: Teil 1

Addition von Wechselstromwiderständen, Problembeschreibung

Dieses letzte Kapitel aus der Reihe Wechselstromtechnik soll die Begriffe vertiefen und am einfachsten weiterführenden Beispiel anwenden.

Wir haben bisher nie so richtig genau auf die Eigenschaften einer Spule geschaut.
Einmal steht da ein ohmscher Widerstand drauf und dann eine Induktivität.

Was heißt das?
Haben wir nur Gleichstrom, so spielt L keine Rolle, nur der ohmsche Widerstand zählt  (das ist ja ein Maß für die Behinderung der Strombewegung durch die Störungen im Kristallaufbau oder sehr vereinfachend durch im Weg stehende Atomrümpfe).

Für Wechselstrom hat eine Spule zwei Widerstände:
Natürlich auch den ohmschen Widerstand, denn unverändert steht weiterhin alles den Elektronen im Weg, dass die Elektronen jetzt dauern hin- und her"marschieren" ist egal. Egal aus welcher Richtung ein Elektron kommt...es trifft auf das Ion (besser die Kristallstörung) als Hindernis...von rechts, von links, egal...

Aber es gibt auch den induktiven Widerstand, der genau durch dieses "Hin-und Her-Marschieren" kommt: ständig werden Induktionsspannungen U ind = - L*dI/dt erzeugt, die der angelegten Spannung entgegenwirken und die Wirkung reduzieren...also einen induktiven Widerstand erzeugen.

Für Wechselstrom haben wir also einen ohmschen Widerstand RΩ und einen induktiven Widerstand  RL.

Beide "stecken" in der einen, realen, Spule drin...aber wie berücksichtigt man sie?

Einfach addieren, denn sie wirken ja irgendwie gleichzeitig?

Falsch...denkt mal nach....

Im nächsten Posts lernt ihr eines der mächtigsten Werkzeuge der Wechselstromtechnik kennen, die Zeigerdiagramme...da seht ihr wie wichtig es war, das schon vor einem jahr mal gehabt zu haben...

Zuerst überlegt euch mal wie man sich die beiden Wechselstromwiderstände verschaltet denken darf!

Parallel oder Nacheinander?

Man könnte denken, Gleichzeitig wirken heißt parallel schalten...das ist aber falsch, denn bei einer Parallelschaltung ist ja der Gesamtwiderstand kleiner als der kleinste Vorkommende..

Hindernisse, die nacheinander überwunden werden müssen, wirken verstärkt.

Somit bleibt nur die Reihenschaltung übrig...

Hier nun das "Ersatzschaltbild" für eine reale Spule:

aus leifiphysik

aus schule.bw.de

Aber die berühmte Formel Rges = RΩ + RL für die Reihenschaltung von zwei Widerständen kann nicht verwendet werden.

Warum?

Wir haben vor einigen Monaten mal wiederholt, wie man auf die Additionsformel für Widerstände kommt. Es ist letztlich die Addition der abfallenden Spannungen (und dann das Ersetzen mit U = R*I).

So, nun der letzte Tipp:

Wir haben Wechselstrom...da dürfen wir nicht einfach Spannungen nehmen, sondern wir müssen die Maximalwerte, die Amplituden nehmen.

Versucht es mal...

Melde mich bald wieder...(5 min Pause...)