Wirkleistung (Mittelwert)?
Hallo Leute,
Wenn ein Wirkwiderstand im Wechselstromkreis die Angabe P=2W hat, dann ist das doch der Mittelwert der Leistung. Die Momentanleistung der Wirkleistung bzw. der Scheitelwert der Leistung kann aber doch wesentlich höher sein ohne das Widerstand durchbrennt, solange die mittlere Wirkleistung (P=2/p) nicht überschritten wird, richtig?
LG
5 Antworten
Wenn dein Verbraucher sein 2kW verbrutzelt, dann ist das der Effektivwert.
Er hält die Spitzen von 4kW deshalb aus, weil er entsprechend gebaut ist.
Du kennst es vielleicht von Musikanlagen, wo oft Spitzenleistung und Effektivleistung angegeben sind. Sie brennt nicht durch, wenn die Effektivleistung (übrigens aka "RMS") nicht überschritten wird, ist aber trotzdem in der Lage, kurzzeitige Musikimpulse höherer Leistung zu liefern.
Der Scheitelwert ist, wie du sagtest, p = 2 * P.
Vorsicht: Bei Spannung und Strom ist das Verhältnis nicht 2, sondern Wurzel(2)!
Warum?
Oder anders: p = U_eff * Wurzel(2) * I_eff * Wurzel(2) = U_eff * I_eff * (Wurzel(2)^2) = P * 2
Die Momentanleistung ist übrigens wieder was anders.
Nämlich Zeitabhängig ein ganz bestimmter Punkt im Sinus. Die Leistung kann hier "alles" zwischen 0 und dem Spitzenwert sein. Je nachdem, welcher Zeitpunkt t betrachtet wird.
(Wirk-)leistung ist übrigens immer positiv (negativer Strom * negative Spannung = positive Leistung)*
*Komm' mir jetzt nicht mit der Blindleistung. Das zuvor gesagte gilt alles für phi=0 und für Sinuswechselspannung. :P
Der Widerstand kann max 2W in Wärme umsetzen, ohne zerstört zu werden. 2W bei Wechslespannung entspricht effektiv auch 2W bei Gleichspannung... Das setzt vorraus, das die Spitzenwerte höher sind, sonst liegst Du effektiv unter 2W... Also ja, der Widerstand ist effektiv auf 2W ausgelegt, und darf durchaus die Leistungsspitzen abbekommen.
Bei einem Widerstand ist ja die Leistung das, was in Wärmeverluste umgewandelt wird. Und da hält der Widerstand eben 2W aus. 2W werden nur dann in Wärme umgewandelt, wenn der Effektivwert 2W beträgt. Bei Wechselspannung ist dann eben der Scheitelwert zwangsläufig höher. Dieser Scheitelwert ist aber ja nur rel kurz, gefolgt von einer Lücke, die niedriger wie 2W ist. Somit kühlt der Widerstand nach einer kurzen Aufheizphase jawieder ab und es ergibt sich dein Mittelwert von umgesetzter 2W Leistung. Also ja. Dem Widerstand macht das nichts aus, da es effektiv nur 2W sind und das zählt.
2 kW bedeutet in dem zuzsammenhang, dass der Widerstand diese Leistung verdauen kann, ohne zu überhitzen.
gerechnet wird hier was strom und spannung betrifft nach effektivwerten. (RMS)
ob sich die 2 kW dabei aus 10 Ampere bei 200 Volt oder 100 Ampere bei 20 Volt zusammen setzen, spielt dabei keine rolle. es gibt gewisse grenzen was die isolierung betrifft, die müssten aber angegeben sein. bei einem so groben Widerstand kann man aber fast davon ausgehen, dass er nackig ist, d.h. ohne weitere schutzmaßnahmen nur mit kleinspannung betrieben werden darf. mit weiteren schutzmaßnahmen z.B. durch umgebung mit einem entsprechend kleinmaschigen, geerdeten schutzgitter geht auch deutlich mehr.
lg, Anna
2 kW
Verlesen? Es geht um 2W, also wohl ein kleiner Lastwiderstand... ;)
Aber sonst vergleichbar :)
Prinzipiell stimmt das, wobei jedes reale Bauteil seine realen Grenzen hat. Speziell die zulässige Spannung ist wichtig, wobei ich jetzt annehme, dass du dich nicht konkret auf unser Wechselspannungsnetz beziehst.
Denn ein Widerstand hat eine konstruktive Grenze für die Spannung, oberhalb derer seine Isolation nicht mehr ausreicht und er nicht mehr betrieben werden sollte.
Ich habe nur die Angabe 680 Ohm und Bemessungsleistung 2W. Ich habe jetzt gedacht, es handelt sich bei der Leistung im Wechselstromkreis um die Wirkleistung P (Mittelwert). Der Scheitelwert der Leistung liegt ja dann schon bei 4W. Geht der Widerstand dann kaputt?
Überlege doch einmal selber, was geschieht denn mit der Leistung? Weiterhin kennst du doch die Definition des Effektivwertes.
Wie und warum sollte ein Widerstand sterben, wenn nur in einem winzigen Bruchteil diese maximale Leistung überhaupt erreicht wird? Was geschieht denn außerhalb des Scheitelwertes?
Außerhalb des Scheitelwertes sinkt die Leistung ab. Die mittlere Wirkleistung beträgt lediglich 2W. Wie du selbst sagst, die Leistung von 4W tritt nur ganz kurz auf. Also ist die Angabe P=2W die mittlere Leistung, die der Widerstand dauerhaft verträgt.
Aber berücksichtigt der Hersteller das der Scheitelwert höher liegt?
Ich habe nur die Angabe 680 Ohm und Bemessungsleistung 2W. Ich habe jetzt gedacht, es handelt sich bei der Leistung im Wechselstromkreis um die Wirkleistung P (Mittelwert). Der Scheitelwert der Leistung liegt ja dann schon bei 4W. Geht der Widerstand dann kaputt?
Aber berücksichtigt der Hersteller das der Scheitelwert höher liegt?
Ja! Diese Angabe ist der Effektivwert.
Effektivleistung ist eine Angabe, die durch die Mittelung (die er durch seine thermische Trägheit nicht nur etwa theoretisch besitzt) unabhängig von der Spannungsform ist.
Alles andere wäre hier unsinnig. Solange er im zeitlichen Durchschnitt nicht mehr als 2W bekommt, ist alles gut. Wenn du ihn jedoch längere Zeit mit durchschnittlich 4W belastest, geht er irgendwann kaputt oder zündet dir die Bude an.
Die Umrechnung im 1:2-Verhältnis funktioniert nur bei Sinuswechselspannung.
Widerstände werden aber in allen möglichen Spannungsformen eingesetzt - Besonders beliebt: Gleichspannung. :)
kommt drauf an... es gibt bspw. Sicherungen, die ganz schnell auf Überstrom reagieren...
Bsp.: ich hab n Hall-Sensor, der nur 3 Microsekunden braucht zum Alarmschlagen... kicher
Also darf der Scheitelwert der Witkleistung 4W betragen damit die mittlere Wirkleistung P 2W beträgt. Der Scheitelwert der Leistung ist ja p=2*P, wenn der Scheitelwert geringer wäre würde man ja nicht mehr auf 2W mittlere Leistung kommen. Also ist die Angabe der Leistung die mittlere Leistung die der Widerstand verträgt.