Wechselstrom - Übersicht über RCL-Kreise
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Gegeben: In einem Stromkreis liegt die Wechselspannung U(t) = Û sin(wt).

Verschiedene Bauteile (Widerstand R, Spule L und Kondensator C) liegen in Reihe oder parallel an.

Gesucht: Wie verläuft der Strom I(t) = Î sin(wt-j), d. h. welche Amplitude und Phase besitzt der Strom?

Bauteil

Ansatz

Zeiger

Widerstand

Stromamplitude

Phase

Leistung

R

U(t) = UR(t)
mit UR(t) = R I(t)

R = Û/I

Î = Û/R

j = 0

P(t) = U(t)I(t) 
PMittel=Ueff Ieff

L (Tief-
pass)

U(t) + Uind(t) = 0
Þ U(t) = L I'(t)
Def. UL(t) = L I'(t)

XL = w L

induktiver Blindwiderstand

Î = Û/XL

j = p/2
Spannung vor Strom

PMittel = 0 (Spule gibt Energie immer wieder zurück: Blindstrom)

C (Hoch-
pass)

U(t) = UC(t)
mit UC(t)= Q(t)/C 

XC = 1/(w C)
kapazitiver Blindwiderstand

Î = Û/XC

j = -p/2
Strom vor Spannung

PMittel = 0  (Kondensator entlädt sich immer wieder)

R-C in Reihe

U(t) = UR(t)+UC(t)
I(t) = IR(t)=IC(t)

Z = Ö(R2 + XC2)

Scheinwiderstand

Î = Û/Z
ÛC = XC Î; 
ÛR = R Î

tan(j) = XC/R

PMittel = Ueff Ieff cos(j) 
(Wirkleistung; cos(j) heißt Leistungsfaktor

R-L in Reihe

U(t) = UR(t)+UL(t)
I(t) = IR(t)=IL(t)

Z = Ö(R2 + XL2)
Scheinwiderstand

Î = Û/Z
ÛL = XL Î; 
ÛR = R Î

tan(j) = XL/R

s.o.

R-L-C in Reihe
(Sieb-
kette)

U(t) = UR(t) + UL(t) + UC(t)
I(t) = IR(t) = IL(t) = IC(t)

Z = Ö(R2 + (XC-XL)2)
Scheinwiderstand (minimal Z = R fürXL = XC)

Î = Û/Z
ÛL = XL Î; 
ÛC = XC Î; 
ÛR = R Î

tan(j) = (XL-XC)/R: 
im Resonanzfall w = 1/Ö(LC) ist Î maximal und j = 0

s.o.

R-L-C parallel (Sperr-
kreis)

U(t) = UR(t) = UL(t) = UC(t)
I(t) = IR(t) + IL(t) + IC(t)

Strom minimal bzw. Z maximal für XL = XC , d.h. w = 1/Ö(LC)

Strom an L und C  entgegengerich- tet:  separater Stromkreis: ein Schwingkreis

 

 
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