Physik Elektrodynamik – Wechselstrom
Karteikarten zum Thema „Naturwissenschaften“ · 13 Karten · von atrio. Beispiele: Was definiert einen sinusförmigen Wechselstrom? · Wie hängen Periodendauer T…
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13 KartenWas definiert einen sinusförmigen Wechselstrom?
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Ein sinusförmiger Wechselstrom ändert seine Momentanwerte periodisch gemäß einer Sinusfunktion mit konstanter Amplitude, Frequenz und Nullmittelwert über eine Periode.
Wie hängen Periodendauer T und Frequenz f zusammen?
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Die Frequenz f ist der Kehrwert der Periodendauer T: f = 1/T, gemessen in Hertz (Hz), wobei T die Zeit für eine vollständige Schwingung angibt.
Was beschreibt der Effektivwert eines Wechselstroms?
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Der Effektivwert ist der Gleichstromwert, der in einem ohmschen Widerstand dieselbe Wärmeleistung erzeugt wie der Wechselstrom; bei Sinusform beträgt er Amplitude geteilt durch Wurzel 2.
Wie stellt ein Phasor (Zeiger) eine sinusförmige Größe dar?
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Ein Phasor rotiert mit der Winkelfrequenz ω im komplexen Ebene; seine Länge entspricht dem Amplitudenwert, seine Projektion auf die Reelle Achse dem Momentanwert.
Wie lautet das ohmsche Gesetz für einen ohmschen Widerstand im Wechselstromkreis?
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Spannung und Strom sind phasengleich; der Widerstand R ist reell und frequenzunabhängig: Ũ = R · Ĩ in komplexer Schreibweise.
Wie berechnet man den induktiven Blindwiderstand einer Spule?
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Der induktive Blindwiderstand XL = ωL = 2πfL steigt linear mit der Frequenz; die Spannung eilt dem Strom um 90° voraus.
Wie berechnet man den kapazitiven Blindwiderstand eines Kondensators?
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Der kapazitive Blindwiderstand XC = 1/(ωC) = 1/(2πfC) fällt umgekehrt proportional zur Frequenz; der Strom eilt der Spannung um 90° voraus.
Was ist die Impedanz Z einer Reihenschaltung aus R, L und C?
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Die komplexe Impedanz Z = R + j(XL – XC) vereint Wirkwiderstand und Blindwiderstand; ihr Betrag |Z| = √(R² + (XL–XC)²) bestimmt den Stromamplitudenwert.
Was gibt der Phasenwinkel φ in einem RLC-Reihenkreis an?
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Der Phasenwinkel φ = arctan((XL–XC)/R) beschreibt den Phasenversatz zwischen Gesamtspannung und Strom; positiv bei induktivem, negativ bei kapazitivem Charakter.
Wann tritt Resonanz in einem RLC-Reihenkreis auf?
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Resonanz tritt ein, wenn XL = XC gilt, also bei der Resonanzfrequenz f₀ = 1/(2π√(LC)); die Impedanz wird rein ohmsch und minimal, der Strom maximal.
Wie berechnet man die Wirkleistung P in einem Wechselstromkreis?
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Die Wirkleistung P = Ueff · Ieff · cos φ wird in Wärme umgewandelt; cos φ heißt Leistungsfaktor und liegt zwischen 0 und 1.
Was ist Blindleistung Q und welche Einheit hat sie?
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Die Blindleistung Q = Ueff · Ieff · sin φ (Einheit var) beschreibt die zwischen Quelle und Speicherelementen (L, C) pendelnde Energie ohne Mittelwertbeitrag.
Wie hängen Scheinleistung S, Wirkleistung P und Blindleistung Q zusammen?
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Die Scheinleistung S = Ueff · Ieff (Einheit VA) ist die geometrische Summe: S² = P² + Q²; der Leistungsfaktor cos φ = P/S gibt die Ausnutzung an.