Einphasiger Wechselstrom

Question 1

Merkmale Wechselstrom

Answer 1

• positive und negative Fläche muss gleich gross sein
• Verlauf der Kurve muss periodisch sein
• Werte Strom/Spannung sind zeitlich nicht konstant (+/-)
• keine bestimmte Kurvenform

Question 2

Welche Kurvenform ist in der Energietechnik die Wichtigste?

Answer 2

Sinusförmige Kurve, entsteht durch Drehbewegung des Generators.

Question 3

Vorteile Wechselstrom

Answer 3

• einfache Herstellung
• transformierbar, verlustarme Übertragung
• Frequenzen (RSE. FU)
• einfache Konstruktion von Motoren (Asynchronmotor)
• Nulldurchgang, gut schaltbar

Question 4

Nachteile Wechselstrom

Answer 4

• es entstehen Blindleistungsverluste (kapaitiv) bei langen Leitungen

Question 5

Was ist eine Alternative zu den Wechselstrom Hochspannungsübertragungen?

Answer 5

HGÜ —> Hochspannungs-gleichstrom Übertragung

Question 6

Wie kann eine Spannungs induziert werden?

Answer 6

Durch bewegen eines Leiters in einem homogenen Magnetfeld.

Ui=ΔΦ/Δt mag. Flussänderung/Zeit während Änderung

Question 7

Bei wie viel Grad ist die induzierte Spannung am grössten?

Answer 7

90° und 270° –> hier schneidet man am meisten Feldlinien

Question 8

Bei wie viel Grad ist die induzierte Spannung am niedrigsten?

Answer 8

0°, 180° und 360° –> hier werden keine Feldlinien geschnitten

Question 9

Was ist die Periodendauer

Answer 9

Dauer einer Periode von 0° - 360° (komplette

Sinuskurve)

Question 10

Was ist die Frequnez

Answer 10

Anzahl periodischen Vorgänge pro Sekunde

Question 11

Wie lange dauert eine Periode bei 50Hz?

Answer 11

20ms (1/50Hz)

Question 12

Was für Generatorenarten gibt es?

Answer 12

Innenpol- und Aussenpolmaschine

Question 13

Wie verhält sich die Polpaarzahl zur Frequenz?

Answer 13

Je mehr Polpaare desto grössere Frequenz

Question 14

Was ist die Wellenlänge Lambda?

Answer 14

Zurückgelegte Strecke mit Lichtgeschwindigkeit pro Periodendauer –> Wellenlänge

Question 15

Hörbarer Frequenzbereich/Wellenlänge?

Answer 15

20 Hz - 20’000 Hz / 30’000 km - 30 km

Question 16

Sichtbarer Frequenzbereich/Wellenlänge?

Answer 16

10 hoch 11 HZ - 10 hoch 12 Hz / 380nm - 700nm

Question 17

Einheitskreis

Answer 17

• Drehbewegung immer im Gegenuhrzeigersinn
• Radius = 1 (Einheitslos)
• Gradmass = 0° - 360° oder Bogenmass = 0 - 2π
• Aus dem Zeigerdiagramm des Einheitskreises lässt sich das Liniendiagramm herleiten.

Question 18

GAGA / HHAG

Answer 18

GAGA Hühner-Hof-AG ( G= Gegenkatete, A = Ankatete)
GK/H = sin
AK/H = cos
GK/AK = tan
AK/GK = ctan

Question 19

Kreisfrequenz / Winkelgeschwindigkeit ω

Answer 19

Die Zeigerspitze des Einheitskreises bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit (v) und legt dabei in einer Periode (T) den Weg (U–>2π) zurück. Einheit: 1/s

Question 20

Bezeichnungen der Spannung/Strom

Answer 20

U = Ueff = Effektivwert der Spannung u = Momentanwert der Spannung
û = Spitzenwert, Amplitude, Peak, Scheitelwert der Spannung
û + Hut unten = Spitze-Spitze-Wert der Spannung
(Bei Strom identisch)

Question 21

Momentanwert (Augenblickswert) u + i

Answer 21

Wert der Spannung/Strom bei einem bestimmten Zeitpunkt auf der Sinuskurve.

Question 22

Arithmetischer Mittelwert oder Gleichrichtwert u(m) + i(m)

Answer 22

Einweggleichrichter (1 Halbwelle): A=2 –> 2/2π = 0.318 u(m) = û * 0.318 i(m) = î * 0.318
Zweiweggleichrichter (2 Halbwellen): A=4 –> 4/2π = 0.636 u(m) = û * 0.636 i(m) = î * 0.636

Question 23

Effektivwert (quadratischer Wurzelmittelwert) U45° + I45°

Answer 23

U45° = û * sinα = 325V * sin45° = 230V

Da Spannung und Strom ständig ändern benötigt man einen Wert im Mittel. Dies ist der Effektivwert. (Gemessener Wert)

Question 24

Was ist der Unterschied zwischen TRMS und RMS Messgeräten?

Answer 24

RMS: kann nur sinusförmige Wechselspannungen/ströme messen. Mist den Scheitelwert und rechnet diesen * Wurzel 2
TRMS: kann auch nicht sinusförmige Wechselspannungen/Ströme messen. Misst verschiedene Momentanwerte der Sinuskurve und berechnet den Mittelwert.

Question 25

Was ist beim berechnen mit Vektoren zu beachgten?

Answer 25

- eine bestimmte Stecke und eine Richtung (gleiche) kann addiert oder subtrahiert werden. - Wenn nicht gleiche Richtung muss vektoriell gerechnet werden. Immer Anfang mit ende verbinden. - oder Berechnung mit Trigonometrie.

Question 26

Was ist der Wirkwiderstand

Answer 26

- rein Ohmscher Widerstand. Strom + Spannung in Phase. cos Phi 1 - Phasenverschiebungswinkel 0°

Question 27

Wie verhält sich Strom und Spannung bei induktiven Blindwiderständen?

Answer 27

- bei Induktivitäten die Ströme sich verspäten. | - Strom ist um 90° der Spannung nacheilend. (nur bei idealen Spulen --> kein Ohmscher Anteil)

Question 28

Prinzip Induktiver Blindwiderstand. Herleitung

Answer 28

- Wechselspannung wird an Spule angelegt. - Dadurch fliesst ein Wechselstrom - Hat einen Magn. Fluss ϕ zur Folge, durchflutet Spule. - Magn. Flussänderung induziert eine Selbstinduktionspannung Ui --> 180° verschoben zu U - Die Selbstinduktionsspannung ist der Ursprungsspannung entgegengesetzt. - Die Spulenspannung wird so begrenzt (Uspule = U - Ui) - Dadurch kleinerer Stromfluss, somit grösserer induktiver Blindwiderstand XL.

Question 29

Wie verhält sich der induktive Blindwiderstand zur Frequenz?

Answer 29

- höhere Frequenz --> grösserer Widerstand (XL=2*π*f*L) | - höhere Frequenz erzeugt eine höhere Selbstinduktionsspannung --> weniger Spannung an der Spule.

Question 30

Wie verhält sich die Induktivität L bei Spulen?

Answer 30

- Die Induktivität ist vom Aufbau/Material abhängig und kann nur durch eine Änderung an der Spule (Hardware) geändert werden. Somit Konstant.

Question 31

Wie verhält sich Strom und Spannung bei kapazitiven Blindwiderständen?

Answer 31

- Beim Kondensator der Strom eilt vor. - Strom ist um 90° der Spannung voreilend. (nur bei idealen Kondensatoren - Auch in der Praxis der Fall ( beinahe Ideale Kondens.)

Question 32

Prinzip Kapazitiver Blindwiderstand. Herleitung

Answer 32

- Anfangs keine Spannung am Kondensator --> keine Potentialdifferenz -->keine Ladungsträger auf den Platten --> somit maximaler Stromfluss möglich. - Spannung am Kondensator im Maximum --> alle Ladungsträger auf Platten verteilt --> Stillstand der Ladungsträger --> Strom im Nulldurchgang ( kein Stromfluss )

Question 33

Wie verhält sich der kapazitive Blindwiderstand zur Frequenz?

Answer 33

- Je höher die Frequenz umso schneller werden die Ladungen verschoben --> grösserer Strom --> kleinerer Widerstand Xc. - Xc = 1/ 2*π*f*C - Frequenz höher --> Widerstand kleiner

Question 34

Wie setzt sich die Impedanz (Wechselstromwiderstand) zusammen?

Answer 34

- ohmscher Widerstand + blinden Widerstandsanteil