Formeln zum Wechselstrom
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Bezeichnung

Größe

Einheit

Formel

Phasen- winkel

a

Bogenmaß

Bei konst. Drehung: a = 2p t/T

Kreis- frequenz

w

1 s - 1

Bei konst. Drehung: w = 2p/T 
oder a = a/t

Wechsel- spannung

U

1 V

U(t) = Û sin(wt) (mit Scheitelspannung Û)

Rotiert Spule mit Querschnitt A und n Windungen in homogenem Magnetfeld: Û = n B A

Wechsel- strom I 1 A I(t) = Î sin(wt-j)

Effektive Werte

Ueff
Ieff

1 V
1 A


(Gleichstrom dieser Größe hat dieselbe mittlere Leistung)
Bei Sinus-Form: Ueff = Û/Ö2 » 0,707 Û;   Ieff = Î/Ö2

Wechsel- strom- kreise

Gegeben: Wechselspannung U(t) = Û sin(wt) 
Gesucht: I(t) = Î sin(wt-j) (also Amplitude und Phase)
I(t) = Î sin(wt-j)

R - Kreis

C - Kreis

L - Kreis

Ansatz


I(t) = U(t)/R


Q(t) = C U(t)

   .
L I(t) = U(t)

Phasen-
verschiebung gegen
U(t) 

j = 0

j = - p/2
"Strom vor Spannung"

j = p/2
"Spannung vor Strom"

Amplitude

Î = Û/R Î = w C Û Î = Û/(wL)

Zeigerdarstellung

Allgemeiner Ansatz: U(t) = UR(t) + UL(t) + UC(t)
Lösung: mittels Zeigerdarstellung wird Amplitude und Phase zwischen den Spannungen bestimmt (Strom I(t) ist mit UR(t) in Phase)

Phasen- beziehung

j

-

zwischen I(t) und U(t) im R-L-C-Kreis: 
tan(j) = ( wL - 1/wC) / R

Wechsel- strom- widerstände

R, X,
Z

1 W

Widerstände definiert durch die Quotienten Ueff/Ieff bzw. Û/Î
Wirkwiderstand R
Induktiver Blindwiderstand XL = wL
Kapazitiver Blindwiderstand: XL = 1/(wC)
(beim Blindwiderstand entsteht keine Wärme);
R-L-C-Kreis: Scheinwiderstand

Leistung

P

1 J/s = 1 W

Momentanleistung: P(t) = U(t) I(t)
Wirkleistung: P = Ueff Ieff cos(j
(mit Leistungsfaktor cos(j) )
Beim ohmschen Widerstand: P = Ueff Ieff

Trans- formator

- -

Unbelastet (I2 = 0) idealisiert (R1 = 0):
Sekundärseitig belastet:

(Zum Ausdrucken: Alle Formeln zur E-Lehre - PDF-Version)

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