Praktikum Elektrotechnik

Gleichrichtwert 35
Angezeigter Wert:
Richtiger Wert:
Relativer Fehler:
Für = 1,00 = + 11 % ; Anzeige deutlich zu groß
Für = 1,11 = ± 0 ; Anzeige frei vom Kurvenform-Fehler
Für = 1,57 = - 29 % ; Anzeige erheblich zu klein
Für = 5,0 = - 78 % ; Anzeige katastrophal zu klein;
nur 22 % des Effektivwertes werden angezeigt.
Bei der Verwendung dieser eher preiswerten Geräte ist also Vorsicht geboten. Der relative Fehler durch die
Kurvenform kann den Bereich „wenige Prozent“ leicht überschreiten. Die Sinusform ist noch am ehesten bei der
Spannung im Energieversorgungsnetz vorzufinden; dort ist das Einsatzgebiet dieser Geräte. Aber selbst die
Netzspannung wird durch die Vielzahl von elektronischen, nicht linearen Lasten immer stärker verzerrt.
Effektivwert
Unter dem Effektivwert (englisch: root mean square, Abkürzung: RMS) versteht man in der Elektrotechnik den
quadratischen Mittelwert eines zeitlich veränderlichen Signals. Zu einer Wechselgröße (Wechselstrom,
Wechselspannung) gibt der Effektivwert denjenigen Wert einer Gleichgröße (Gleichstrom, Gleichspannung) an, die
an einem ohmschen Verbraucher in einer vorgegebenen Zeit dieselbe Energie, also auch dieselbe Leistung, umsetzt.
Der Effektivwert hängt sowohl vom Scheitelwert (Amplitude) als auch von der Kurvenform ab.
Allgemeines
Der häufigste Fall ist die Angabe des Effektivwertes einer
Wechselspannung (Effektivspannung), die man aus dem Stromnetz
bzw. der Steckdose beziehen kann. Diese sinusförmige Spannung mit
einer Frequenz von 50 Hz (in den USA und anderen Ländern auch
60 Hz) mit einem Maximum (Scheitelwert) von etwa 325 V erbringt an
einem ohmschen Widerstand (z. B. einem Toaster) im zeitlichen Mittel
dieselbe (thermische) Leistung wie eine Gleichspannung von 230 V.
Die momentane Spitzenleistung zum Zeitpunkt des Scheitelwertes
beträgt jedoch das Doppelte.
Der aufgenommene Strom von Geräten ist oft abweichend von der
Spannung nicht gleich- oder sinusförmig, verursacht durch nichtlineare
Bauelemente wie Gleichrichterdioden oder Schalttransistoren. Die
Eine sinusförmige Wechselspannung.
1 = Scheitelwert,
2 = Spitze-Spitze-Wert,
3 = Effektivwert,
4 = Periodendauer
Stromwärme in Verlustwiderständen ergibt sich jedoch aus seinem Effektivwert, daher muss die Dimensionierung
von Leiterquerschnitten den Effektivstrom berücksichtigen.
Mit Hilfe der Effektivwerte von Strom und Spannung lassen sich bei periodischen Spannungsverläufen an ohmschen
Verbrauchern die Formeln der Gleichstromtechnik für die Wechselstromtechnik verwenden, wenn die
Umrechnungsfaktoren der Kurvenformen bekannt sind.