Wechselstrom: höhere Frequenz mehr Leistung am Kondensator?

Dieses Thema im Forum "Elektrotechnik & Elektronik" wurde erstellt von mOnTi, 27. Januar 2014 .

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  1. mOnTi
    mOnTi New Zealander
    Stammnutzer
    #1 27. Januar 2014
    Ich messe mit meinem Oszilloskop, dass an meinem Bauteil, bei dem ein ohmscher W. und ein Kondensator in Reihe geschalten ist, bei einer Frequenz von 200Hz weniger Wirkleistung ist, wie bei einer Frequenz von 2000 Hz. Mir ist klar wie ich das berechne : P = u x i x cos(p). Das selbe Messobjekt nimmt also unterschiedlich viel Leistung auf. Woran liegt das physikalisch?
     

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  3. Oesey
    Oesey Mitglied
    Stammnutzer
    #2 27. Januar 2014
    AW: Wechselstrom Frage

    Was hältst du von dem Ansatz das bei 200 hz der Kondensator schon vor der "Polumkehrung" voll geladen ist und deshalb kein Strom mehr fließt. Bei 2000hz wäre die Zeit die der Kondensator zum "laden" hat ja wesentlich kleiner deswegen bricht der Strom nicht oder erst später ab. Es fließt also durchgehend Strom bzw. die "pausen" sind nicht so groß.
     
  4. The@Rocker
    The@Rocker Neu
    Stammnutzer
    #3 31. Januar 2014
    AW: Wechselstrom Frage

    Oesey hat recht.

    Eine Abstraktionsebene weiter könnte man es auch so ausdrücken:
    Kapazitäten, Induktivitäten und Ohm'sche Widerstände besitzen eine Impedanz. Impedanz ist der Widerstand für Zeitveränderliche Signale, also deiner 200 Hz Wechselspannung.

    Dein Ohm'scher Widerstand besitzt immer die Gleiche Impedanz / den gleichen Widerstand, egal bei welcher Frequenz (vereinfacht gesagt).
    Ein Kondensator hat je nach Frequenz eine andere Impedanz und zwar wird diese immer geringer, je größer der Kondensator und je höher die Frequenz.

    Nun hast du zwei Impedanzen in Reihe und folglich einen Spannungsteiler. Verringerst du die Impedanz des kondensators durch erhöhen der Frequenz, fällt mehr Spannung an dem ohm'schen Widerstand ab. Mehr Spannung am R heißt höhere Leistung ;)



    Wenn dir das suspekt scheint, dass ich hier Kondensator und Widerstand über einen Haufen werfe und einen Spannungsteiler damit bilde, dann hast du bestimmt schonmal von folgendem gehört:

    Kondesator und Spule bilden sogenannte Blindwiderstände (Xc und Xl) oder auch Reaktanzen.
    Ohm'sche Widerstände bilden Wirkwiderstände R.
    Spannung an einem X führt zu Blindleistung und Spannung an einem R führt zu Wirkleistung.

    Eine Impedanz ist eine Kombination aus R und X. So lässt sich die frequenzabhängige Impedanz deiner Riehenschaltung wie folgt ausdrücken: R+Xc=Z, wobei Z übrigens ganz allgemein für eine Impedanz steht.

    Übrigens hast du somit auch einen Filter gebaut. Die Spannung über deinem C und die Spannung über deinem R sind nun frequenzabhänging. Je nach dem, wo du nun die Ausgangsspannung des Filters abgreifst, hast du einen Tiefpass- oder einen Hochspassfilter.

    Physikalisch gesehen hat Oesey sehr recht, dass der C bei kleinen Frequenzen ganz geladen wird und bei hohen nur Stückweise geladen wird. Letzteres führt zu größeren Strömen im Mittel, wenn man sich mal die exponentielle Ladekurve (Strom) deiner R-C-Kombination anschaut. Dies ist vielleicht auch anschaulicher.
     
  5. mOnTi
    mOnTi New Zealander
    Stammnutzer
    #4 31. Januar 2014
    AW: Wechselstrom Frage

    vielen Dank euch beiden. Hiflt mir sehr weiter!
     

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