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Anhang 3
Lestung
IM 760201-01D(1)
Grundlagen der Lestung (Lestung,
Oberschwngungen und RLC be AC-
Schaltungen)
Dieser Abschnitt erläutert die Grundlagen der Leistungsmessung, der Schwingungsana-
lyse und der R/L/C-Parameter von AC-Schaltungen.
Elektrische Energie kann in andere Energieformen umgewandelt werden. Z.B. kann sie
in Wärme mit einer Heizung oder in Drehkraft mit einem Motor oder in Licht mit einer
Lampe umgewandelt werden. In diesen Beispielen wird die Arbeit, welche die Elektrizität
in einer bestimmten Zeit ausführt (oder die aufgewandte elektrische Energie), als elek-
trische Leistung bezeichnet. Die Einheit der Energie ist Watt [W]. 1 Watt entspricht einer
Arbeit von 1 Joule während einer Sekunde.
DC-Lestung
DC-Leistung P [W] kann aus dem Produkt der angelegten Spannung U [V] und dem
Strom I [A] ermittelt werden.
P = UI [W]
In nachstehender Abbildung wird die in obiger Formel angegebene Energie aus der
Leistungsquelle entnommen und im Lastwiderstand R [Ω] in jeder Sekunde verbraucht.
I
U
R
Wechselstrom
Bei der von den Elektrizitätswerken gelieferten Elektrizität handelt es sich um sinus-
förmigen Wechselstrom. Die Amplitude eines AC-Signals kann in Größen des Augen-
blickswertes, Maximum-Wertes, Effektivwertes und Mittelwertes ausgedrückt werden. Im
allgemeinen wird sie als Effektivwert angegeben.
Der Augenblickswert eines sinusförmigen Wechselstroms i wird in der Form Imsinwt aus-
gedrückt (Im: max. Wert des Stroms; w: Winkelgeschwindigkeit mit w = 2pf; f: Frequenz
des sinusförmigen Wechselstroms). Der Heizeffekt dieses Wechselstroms ist proportio-
2
nal zu i
und schwankt gemäß folgender Abbildung*.
* Bezieht sich auf elektrische Energie, die aufgrund des durch den Widerstand fließenden
Stroms in Wärmeenergie umgewandelt wird.
I
2
i
2
m
Gleiche Flächen
I
Effektivwert I
m
p
i = I
sin t
m
Der Rms-Wert (Effektivwert) ist der Wert des DC-Signals, das die gleiche Wärmewirkung
erzeugt wie das AC-Signal. Wird der Wert des DC-Signals, das die gleiche Wärmewir-
kung wie der Wechselstrom erzeugt, mit I bezeichnet, gilt:
I =
Mittelwert von i
über 1 Periode =
2
Da dieser Wert gleich der Quadratwurzel der Augenblickswerte über 1 Periode ist, wird
der Effektivwert allgemein durch die Abkürzung ‚rms' gekennzeichnet.
Mittelwert von i
2
t
2p
2
1
i
2
0
I
m
2
d t
=
2
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