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Warum ist der Widerstand einer Spule bei Wechselstrom größer als bei Gleichstrom?

Gefragt von: Heinz-Werner Brand  |  Letzte Aktualisierung: 22. August 2022
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Untersucht man den elektrischen Widerstand einer Spule im Gleichstromkreis und im Wechselstromkreis, dann zeigt sich: Der elektrische Widerstand der Spule ist im Wechselstromkreis wesentlich größer als im Gleichstromkreis. Ursache dafür ist die Selbstinduktion.

Warum ist der Widerstand einer Spule mit Eisenkern bei Wechselspannung wesentlich größer als bei Gleichspannung?

Der elektrische Widerstand der Spule ist im Gleichstromkreis kleiner als der Widerstand beim Verwenden einer Wechselspannung. Begründung: Beim Anlegen einer Wechselspannung tritt in der Spule Selbstinduktion auf.

Wie verhält sich der Widerstand einer Spule im Gleichstromkreis?

Die Spule im Gleichstromkreis wirkt als sogenannte Drossel Spule. Diese bewirkt bei Ein- und Ausschaltvorgängen durch das Gesetz der Induktion. Das heißt der Stromfluss durch die Spule und somit auch durch den Stromkreis in dem sich die Spule befindet steigt langsam an und hat nicht sofort seinen maximalen Wert.

Welche Auswirkungen hat eine Spule in einem Wechselstromkreis?

Der Wechselstrom baut in der Spule ein magnetisches Feld auf und ab. Dabei nimmt die Spule Energie auf, speichert sie im Magnetfeld und gibt sie wieder ab. Die Energie wird ohne Wirkung hin und her geschoben. Deshalb wird sie auch Blindenergie genannt und der Widerstand Blindwiderstand.

Wann besitzt eine Spule den höheren Widerstand?

Die reale Spule an Wechselspannung

Versuch: Eine Reale Spule wird zuerst an Gleichspannung, dann an Wechselspannung angeschlossen. Man sieht, dass bei Wechselspannung der Maximalstrom von 1 A erst bei einer höheren Spannung erreicht wird. Also muss bei Wechselspannung ein zusätzlicher Widerstand in Erscheinung treten.

Phasenverschiebung (Spannung, Strom) bei Spule, Kondensator, Ohmscher Widerstand, Wechselstrom

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Welchen Widerstand hat eine Spule?

Somit besitzt jede Spule neben dem ohmschen Widerstand ihrer Wicklungen einen zusätzlichen Widerstand, der durch ihre Induktivität zustande kommt. Man nennt diesen Widerstand induktiven Widerstand. Durch eine genaue Herleitung kann man auch den Proportionalitätsfaktor ermitteln. Er beträgt 2π.

Was gilt für eine Spule ohne Eisenkern im wechselstromkreis?

Eine reale Spule ohne Eisenkern (Bild 4) besitzt außer dem eben betrachteten induktiven Blindwiderstand auch einen Wirkwiderstand, der im Ersatzschaltbild durch einen in Reihe geschalteten idealen Widerstandsleiter berücksichtigt werden kann.

Wie verhält sich ein Widerstand im Wechselstromkreis?

Wie im Gleichstromkreis bilden auch im Wechselstromkreis ohmsche Widerstände ein Hindernis für den Strom, also einen elektrischen Widerstand. Darüber hinaus verhalten sich im Wechselstromkreis auch Kondensatoren und Spulen wie elektrische Widerstände. Man bezeichnet sie mit dem Oberbegriff Wechselstromwiderstände.

Wie verhalten sich Widerstände bei Gleichstrom und Wechselstrom?

Widerstände, deren elektrischer Widerstand im Gleichstromkreis genauso groß ist wie im Wechselstromkreis, nennt man ohmsche Widerstände. Bei ihnen verlaufen im Unterschied zu induktiven und kapazitiven Widerständen Spannung und Stromstärke zeitlich gleich.

Wie verhält sich ein ohmscher Widerstand im Wechselstromkreis?

Der ohmsche Widerstand R im Wechselstromkreis ist unabhängig von der Frequenz und verursacht keine Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung. Der ohmsche Widerstand geht vollständig in den Realteil vom komplexen Widerstand Z ein.

Wie berechnet sich die Induktivität einer Spule bei Wechselstrom?

Mit zunehmender Frequenz nimmt auch der durch die Induktivität fließende Strom ab. wobei: VL = IωL die Spannungsamplitude und θ = + 90o die Phasendifferenz oder der Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom ist.

Warum entsteht bei Anschluss einer Spule an Gleichspannung nur während des Ein und Ausschaltens eine Selbstinduktionsspannung in der Spule?

Selbstinduktion Einfach Erklärt

Ändert sich also der Strom, so ändert sich auch das Magnetfeld, welches von der Spule erzeugt wird. Das bewirkt, das in der Spule selbst eine Eigeninduktionsspannung entsteht, die nach der Lenzschen Regel der Ursache entgegen wirkt.

Wie verhalten sich Strom und Spannung bei einer Spule?

Jede Änderung des Stroms bzw. magnetischen Flusses erzeugt in der Spule eine Selbstinduktionsspannung. Diese Spannung ist dabei so gerichtet, dass sie einer Stromänderung über einer bestimmten Zeit entgegen wirkt. Eine Abnahme des Stroms führt zur Erhöhung der Spannung.

Was beeinflusst die Induktivität einer Spule?

Die Induktivität einer langen geraden Spule hängt im Einzelnen von folgenden Eigenschaften der Spule ab: Länge der Spule (l), Anzahl der Windungen (N), Größe der Querschnittsfläche der Spule (A), magnetisches Verhalten des Materials des Spulenkerns, ausgedrückt durch die Permeabilität μrdes verwendeten Stoffes.

Wieso ist die Induktivität einer Spule nicht konstant?

Nichtlineare Induktivität

Dadurch ist die Induktivität direkt von der magnetischen Flussdichte abhängig, die ihrerseits meist eine Funktion des durch die Spule fließenden elektrischen Stromes ist. Somit ändert sich die Induktivität einer Spule in Abhängigkeit vom Momentanwert des Stromes, der durch die Spule fließt.

Wann ist die induzierte Spannung am größten?

In einer Spule wird eine Spannung induziert, wenn sich das von der Spule umfasste Magnetfeld ändert. Die Induktionsspannung ist umso größer, je schneller sich das von der Spule umfasste Magnetfeld ändert (je schneller man die Spule bewegt), je stärker sich das von der Spule umfasste Magnetfeld ändert.

Wann ist der Widerstand gross?

Ladungen stoßen - zum Beispiel im metallischen Leiter - gegen die Ionen des Metallgitters und diese behindern damit ihre Bewegung. Dies bezeichnet man als elektrischen Widerstand. Je stärker die Behinderung, desto größer ist der Widerstand.

Ist ein Widerstand Frequenzabhängig?

Frequenzabhängigkeit. Bei Frequenzen zwischen 0 und 1000 Hz haben Wirkwiderstände einen gleichbleibenden Wert. Über 1000 Hz steigt der Widerstand an.

Wie berechnet man den Widerstand einer Spule?

Um den Widerstandswert (R) eines Kabels oder einer Spule zu berechnen, musst du also Durchmesser und Länge des Drahtes berücksichtigen. Diese beiden Werte werden mit der folgenden Formel mit einbezogen: R = ρ x l/A.

Wie lässt sich der Wechselstromwiderstand einer Spule berechnen?

Wechselstromwiderstände
  1. Der Wechselstromwiderstand eines Elementes ist der Quotient aus Effektivspannung und Effektivstrom:
  2. Man unterscheidet zwischen Wechselstromwiderständen an ohmschen Leitern , an Kondensatoren und an Spulen (Induktivitäten) .
  3. Dabei gilt X R = U ^ I ^ , X C = 1 ω ⋅ C und.

Wie funktioniert die Spule?

In einer Spule ist der Leitungsdraht in sehr vielen Windungen übereinander gewickelt. Jede einzelne Wicklungsschleife wirkt wie ein kreisförmiger Leiter. Die einzelnen Magnetfelder, die jede der Wicklungsschleifen umgeben, überlagern sich zu einem intensiven Gesamtfeld.

Wann ist die Impedanz Z kapazitiv und induktiv?

Die Impedanz Z einer RLC-Schaltung ist abhängig von der Winkelfrequenz, ω sowie XL and XC. Ist die kapazitive Reaktanz größer als die induktive Reaktanz, XC > XL so ist die Gesamtreaktanz der Schaltung kapazitiv und ergibt einen Phasenvorlaufwinkel.

Was ist der Unterschied zwischen induktiv und kapazitiv?

Induktive Sensoren reagieren nur auf Metalle ! Kapazitive Sensoren, auch als kapazitive Näherungsschalter bezeichnet, werden eingesetzt um auch nichtleitende Materialien, wie Kunststoff, Holz, Glas usw. zu erfassen. Sie arbeiten wie die induktiven Sensoren berührungslos, kontaktlos und rückwirkungsfrei.

Warum eilt der Strom der Spannung nach?

Beim induktiven Widerstand elt der Strom der Spannung nach. Die Spannung ist proportional zur Änderung der Stromstärke. Eine ideale Spule (R=0) bewirkt, dass die Spannung dem Strom um π 2 = 90 ∘ voreilt. Der komplexe Widerstand XL wird auf der positiven imaginären Achse aufgetragen.

Wie fließt der Strom in einer Spule?

In seiner einfachsten Form ist eine Induktivität nichts anderes als eine Spule aus Draht, die um einen zentralen Kern gewickelt ist. Bei den meisten Spulen erzeugt der Strom, ( i ) der durch die Spule fließt, einen magnetischen Fluss, ( NΦ ) um sie herum, der proportional zu diesem Stromfluss ist.