Kenngrößen der Wechselstromtechnik
Wechselstrom:
Wechselstrom und Wechselspannung sind elektrische Größen, deren Werte sich über die Zeit (t) regelmäßig wiederholen. Die Einheiten sind für den Strom I Ampere (A) und die Spannung U Volt (V).
Der Wechselstrom verändert seine Polarität (Stromflussrichtung) und seine Stromstärke periodisch. Dies gilt auch für die Wechselspannung.
Es werden meistens Wechselspannungen und Wechselströme mit sinusförmigem Verlauf verwendet. Dies resultiert aus der Art der Erzeugung, (Dynamoprinzip).
Wichtige Kenngrößen der Wechselstromtechnik:
Für die Stromstärke gelten dieselben Kenngrößen, wie für die Spannung (anderes Formelzeichen! u -> Spannung, i -> Stromstärke).
- Momentanwert: Wechselspannung hat nie einen konstanten Spannungswert. Daher spricht man bei elektrischen Wechselgrößen, deren Zeitabhängigkeit gezeigt werden soll, von Momentanwerten. Sie werden durch einen Kleinbuchstaben (Formelzeichen) angegeben. Formelzeichen: Spannung u, Stromstärke i
- Amplitude: Maximal- bzw. Scheitelwerte der Amplitude von sinusförmigen zeitabhängigen Wechselgrößen werden durch ein Dach über dem Formelzeichen gekennzeichnet. Formelzeichen: Spannung û (u-Dach), Stromstärke î (i-Dach)
- Periode: Die Summe von positiver und die negativer Halbwelle einer Schwingung bezeichnet man als Periode. Die Zeit die zum Durchlaufen der Periode benötigt wird, ist die Periodendauer Τ. Die Periodendauer Τ wird in Sekunden angegeben. Formelzeichen: Periodendauer T
- Frequenz: Die Frequenz gibt die Zahl der Perioden an, die in einer Sekunde durchlaufen werden. Die Frequenz wird in Hertz (Hz) angegeben.
Die Frequenz ist der Kehrwert der Periodendauer. Das bedeutet, die Frequenz ist um so größer, je kleiner die Periodendauer ist. Formelzeichen: Frequenz ƒ
- Kreisfrequenz: Bei der Wechselspannung kann die Periodendauer auch als Winkelverlauf von 0° bis 360° bzw. im Bogenmaß von 0 bis 2π angegeben werden. 2π entspricht also T. Bei der Kreisfrequenz handelt es sich um das Verhältnis des überstrichenen Winkels zur Periodendauer. Oder anders ausgedrückt gibt die Kreisfrequenz die Änderung eines Winkels in einer bestimmten Zeitspanne an. Die Einheit der Kreisfrequenz wird in (1/s)
angegeben. Formelzeichen: ω (omega)
- Effektivwert: Der Effektivwert gibt die Wechselspannung an, die einer Gleichspannung entspricht, welche die gleiche Leistung an einem ohmschen Widerstand erzeugt. Diese Gleichspannung entspricht dann dem Effektivwert der Wechselspannung. Der Effektivwert entspricht ca. 70,7% von U max. Formelzeichen: Effektivwert U eff (Spannung), I eff (Stromstärke)
