Gleichspannung vs Wechselspannung?

3 Antworten

Der beschriebene Aufbau kann als LR Tiefpassfilter interpretiert werden, wenn man davon ausgeht, dass die Glühlampe im wesentlichen ohmsch wirkt.

Bei dieser Überlegung können die transienten Vorgänge ignoriert werden, statt dessen ist es sinnvoll hier den stationären Zustand zu betrachten, also der Zustand, in dem alle Einschwingvorgänge vollständig abgeschlossen sind.

Die Reaktanz der Spule wird mit zunehmender Frequenz ansteigen, womit die Spannung an der Glühlampe laut Maschensatz geringer wird. Hohe Frequenzen werden gewissermaßen von der Spule "gefiltert", während niedrige Frequenzen passieren dürfen. Eine Gleichspannung hat eine Frequenz von f=0, somit kann die angelegte Spannung vollständig passieren. Deshalb nennt man es Tiefpass.

Binso hat das Tiefpassverhalten ein bisschen malerischer mithilfe der tatsächlichen physikalischen Vorgänge schön umschrieben. So kann man sich das vielleicht nochmal ein bisschen besser vorstellen.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Ich studiere Elektrische Energietechnik.

Aufgrund der Wechselspannung entwickelt sich in der Spule ein induktiver blindwiderstand. Der Widerstand besteht dann aus einem ohmschen Anteil und einem induktiven Anteil.

Der induktive Widerstand verhält sich proportional zur Frequenz. Das bedeutet, das wenn die Frequenz höher wird, steigt auch der Widerstand wird die Frequenz kleiner wird auch der Widerstand kleiner ist die Frequenz 0, hast du im Prinzip eine Gleichspannung und der induktive Widerstand ist 0. Die Spule funktioniert jetzt wie ein ganz normaler Leiter. Das ist im Prinzip der ohmscher Anteil der Spule.

Warum passiert das? Durch die sich ändernde Spannung ändert sich auch der Strom durch die Spule. Der Strom erzeugt ein magnetisches Feld, welcher dann ebenfalls sich ständig ändert und sich ändernde Magnetfelder induzieren Spannungen, die seiner Ursache entgegenwirkt. Allgemeines induktionsgesetz: Ui=-N*dphi/dt

Es wird also eine Spannung entgegen was dann wie ein Widerstand wirkt.

Soviel zum Verständnis warum das mit der Lampe so ist. Aber die Spule ist noch gemeiner.

Hat die Spannung den Dach Wert erreicht, wird keine Spannung mehr induziert weil es keine spannungsänderung mehr gibt. Somit wirkt die Spule um 90° verschoben im Netz.

Das hat eine phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom zufolge. Die Spannung ist da aber aufgrund der gegeninduktion der Spule haben wir keinen Strom erst später eilt der Strom nach du kannst ja das auch merken: "Induktivitäten, Ströme sich verspäten ".

Das führt zu einer Leistung die rückwirkend ins Netz wirkt und damit die Kabel netzseitig zusätzlich belasten man spricht hier von der induktiven blindleistung

Wie größer die induktive blindleistung ist, desto weniger hast du von der Wirkleistung. Übrigens die Wirkleistung ist es, die zum Leuchten deiner Leuchte führt. Die blindleistung belastet die Kabel trotzdem ohne dass du einen Nutzen davon hast also verbraucher seitig. Daher gilt es diese blindleistung Induktivität zu kompensieren durch einen kompensationskondensator.

Bei der Gleichspannung wird nur einmal eine Gegenspannung in der Spule induziert und somit kann der Strom nach kurzer Verzögerung die Spule passieren und die Lampe leuchtet.

Bei der Wechselspannung wird in der Spule immer und immer wieder eine Gegenspannung induziert die verhindert das ausreichend Strom fließen kann damit die Lampe hell leuchtet. Wenn die Frequenz geringer ist fängt auch eine Lampe an einer Spule hell an zu blinken. Wenn die Frequenz noch höher ist, leuchtet die Lampe nicht mehr, weil sich das Magnetfeld in der Spule zu schnell ändert.

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