Wechselspannung
Einleitung
….
–
AbkĂŒrzung
AC
Aussehen
Beispiel:
–
EinfĂŒhrung
Bisher haben wurden nur Spannungsquellen betrachtet, welche eine sogenannte Gleichspannung (kurz: DC) erzeugen. Dabei ist der Spannungswert, welcher eingestellt wurde, immer derselbe egal zu welcher Zeit die Spannung betrachtet wird.
Neben der Gleichspannung gibt es noch die sogenannte Wechselspannung (kurz: AC). Namensgebend wechselt diese stĂ€ndig die GröĂe und PolaritĂ€t. Schaut man also zu unterschiedlichen Zeiten den Wert der Wechselspannung an, ist dieser nicht immer derselbe.
StromstÀrke Parallelschaltung
Um sich das Thema besser vorstellen zu können, hilft folgendes Beispiel:
Gegeben ist unten gezeigte Schaltung. Hierbei wird immer wieder zu einer bestimmten Zeit (z.B. jede Sekunde) die Spannungsquelle ausgebaut, umgedreht und wieder eingebaut (also umgepolt).
Misst man ĂŒber die Zeit die Spannung entsteht folgende Kennlinie.
Es handelt sich dabei um eine Rechteckförmige Wechselspannung.
Definition
Eine Wechselspannung kann in verschiedenen Formen auftreten. Beispielsweise die grade gezeigte Rechteckspannung oder eine sogenannte Sinusspannung oder eine weitere Möglichkeit ist die sogenannte Dreieckspannung.
Allgemein gibt es aber bestimmte Definitionen welche eine Wechselspannung aufweisen muss um sich als eine solche bezeichnen zu dĂŒrfen.
1. Periodisch
Eine Wechselspannung muss periodisch sein. D.h. eine bestimmte Form welche sich stÀndig wiederholt.
-> Periode
2. Positiv & Negativ
Betrachtet man eine Periode der vorliegenden Wechselspannung, muss diese zur HÀlfte im positiven und zur HÀlfte im negativen liegen. Konkreter gesagt muss die FlÀche im Positiven gleichgroà sein wie die FlÀche im Negativen.
Sinusförmige-Wechselspannung
Am bekanntesten ist die Wechselspannung in sinusform. Im unten gezeigten Bild ist die Form dieser nÀher gezeigt.
Eine Sinusschwingung lÀsst sich mit folgender Form beschreiben:
u = Ă» â
sin(wâ
t)
Die Sinusförmige Wechselspannung ist deshalb so wichtig bzw. so elementar, da mit ihr jede andere Wechselspannungsform nachgebildet werden kann. Oder anders ausgedrĂŒckt: Jede Welchselspannungsform kann in eine Reihe von Sinusschwingungen zerlegt werden.
-> Fourier-Analyse
Parameter
Es gibt 3 bestimmte Parameter welche bekannt sein mĂŒssen um eine Wechselspannung zu beschreiben
-> Amplitude
-> Frequenz
-> Phase
Diese 3 Parameter reichen aus um eine Wechselspannung vollstÀndig zu beschreiben und alle sonstigen Eigenschaften zu berechnen.
-> Kreisdiagramm
Vor- und Nachteile
Vergleicht man eine Wechselspannung mit der Gleichspannung lÀsst sich nicht so einfach sagen welche besser oder schlechter ist. Es kommt ganz auf die Anwendung an.
Der gröĂte Vorteil der Wechselspannung liegt in der Verlustarmen Ăbertragung.
Durch die leichte Transformation (mithilfe Transformator) kann der Strom einer Wechselspannung minimiert werden.
Pv = IÂČ â
R
Die Gleichung zeigt das hierdurch entsprechend die Verluste minimiert werden können.