Wechselstromkreise mit Wiederstand

Projekt gemacht von Popovits Corina, Tertan Bettina und Chereches Alexandra

Ohmscher Widerstand im

Wechselstromkreis - Wenn ein Wechselstrom in einem Stromkreis mit einem

ohmschen Widerstand R die mittlere Leistung  P konstant  hervorruft, ordnet man ihm als Effektivwert Ieff die Stromstärke zu, die ein Gleichstrom hat, der im gleichen Stromkreis die gleiche mittlere Leistung P konstant bewirkt: 

  R x Ieff x Ieff                     -  Bei ohmschen Widerständen im Wechselstromkreis

gelten die gleichen Gesetze wie im Gleichstromkreis.

- Wenn bei einer Wechselspannung bzw. einem Wechselstrom nur von U und I die Rede ist, dann sind in der Regel die Effektivwerte gemeint.

Zum Effektivwert 230V der in Europa üblichen Netzwechselspannung gehört demnach eine Spitzenspannung von 325V.

Experiment Ein Widerstand R wird an eine Wechselspannungsquelle

angeschlossen. In der Zuleitung liegt noch ein zweiter (kleiner) Widerstand Rm. Die Spannung an seinen Anschlüssen ist der Stromstärke in der Zuleitung proportional.

Wir oszilloskopieren die Spannung der Quelle und die Stromstärke in der Zuleitung.Hier ist das Schaltbild des Experimentaufbaus.Als Quelle dient ein Funktionsgenerator oder eine Wechselspannungsquelle (50 Hz).Der Widerstand hat z.B. den Wert 200 Ohm. Der Messwiderstand (auf der Aufbauplatte rechts) beträgt 10 Ohm oder weniger. Die Frequenz beträgt bei den Aufnahmen ca. 600 Hz.

Das zeigt das Oszilloskop

                                                                   

In diesem Photo der Oszilloskop-Darstellung ist oben die Spannung und unten die Stromstärke in der Zuleitung (Spannung am Messwiderstand Rm) dargestellt. 

Oben: Spannung - sinusförmig.Unten: Stromstärke - ebenfalls sinusförmig.

                                                                    

Hier sind beide Kurven ineinander verschoben. Man sieht, dass Stromstärke und Spannung gleichzeitig ihren Scheitelwert erreichen. Man sagt, die Kurven haben keinen Phasenunterschied, sie sind in Phase.

Die Spannung hat einen sinusförmigen Verlauf. (Kurvenverlauf mit der größeren Amplitude)Die Stromstärke (Kurvenverlauf mit kleinerer Amplitude) hat ebenfalls einen sinusförmigen Verlauf.

Die Impedanz im Wechselstromkreise Die Impedanz für Wechselstrom ist analog zum

ohmschen Gesetz für Gleichstrom definiert U= Z x I , wobei   frequenzabhängig ist.

Das Frequenzverhalten bei einem ohmschen Widerstand ist einfach, Strom und Spannung bleiben in Phase, d.h. es findet keine Phasenverschiebung statt.  ZR=Z

ENDE