Praktikum Elektrotechnik
Praktikum Elektrotechnik Praktikum Elektrotechnik
Effektivwert 40 Formfaktor: Messtechnische Erfassung Falscher und echter Effektivwert Spannungsmessgeräte für Wechselspannungen wurden ursprünglich für die Anzeige des Effektivwertes sinusförmiger Spannungen ausgelegt, indem sie den Gleichrichtwert (Mittelwert des Betrages) der Spannung messen und den Formfaktor für Sinus-Spannungen durch entsprechende Justierung der Spannungsteiler einbeziehen; daher ist die Anzeige des Effektivwertes durch solche Messgeräte nur für harmonische (sinusförmige) Spannungen richtig. Da in der Elektrotechnik bzw. Elektronik die Spannungsverläufe häufig stark vom Sinusverlauf abweichen, können hiermit erheblich falsche Messwerte entstehen. Messgeräte, die den Effektivwert tatsächlich gemäß seiner Definition bestimmen, werden zur Verdeutlichung Echteffektivwert-Messgeräte (engl. true RMS meter) genannt und mit der Bezeichnung True RMS bzw. TRMS ausgewiesen (RMS = root mean square = Wurzel aus dem Mittelwert des Quadrats). Dabei sind sie nur für einen begrenzten Frequenzbereich geeignet. Elektromechanische Dreheisenmessgeräte arbeiten „TRMS“-bildend und zeigen daher unabhängig vom zeitlichen Verlauf den Effektivwert an. Auch sie sind nur für einen begrenzten Frequenzbereich geeignet. Eine andere Lösung ist es, mit dem Messstrom einen Widerstand zu erwärmen und dessen Temperatur zu messen. Durch Vergleich mit einem Gleichstrom kann diese Messanordnung auf den Effektivwert kalibriert werden. Mit dieser Messmethode können auch noch sehr hochfrequente Frequenzanteile richtig erfasst werden. Effektivwertbildung mit elektrischem Ausgangssignal Es gibt mehrere elektronische Schaltungen zur Effektivwertbildung. Eine davon hat sich besonders bewährt und wird von mehreren Herstellern als integrierte Schaltung angeboten. Das Eingangssignal oder darf Gleich- und Wechselanteile enthalten. Der Ausgangsstrom ist proportional zum Effektivwert des Eingangssignals, wobei sich die dazu notwendige Mittelwertbildung aus dem durch und gebildeten Tiefpass ergibt. Die Schaltung arbeitet folgendermaßen (siehe Bild): Schaltung zur Effektivwertbildung In der Eingangsstufe wird ein Strom erzeugt mit . Der kombinierte Quadrierer und Dividierer erzeugt ein . Dieses Zwischenergebnis wird geglättet und steuert als mittels Stromspiegelung zwei Stromquellen. Die eine führt das Signal auf den Dividiereingang zurück; die andere liefert das Ausgangssignal . Damit ergibt sich folgende Rechnung:
Effektivwert 41 Weblinks • Eberhard Sengpiel: Tontechnik-Rechner [1] . sengpielaudio, Abgerufen am 25. Juni 2009 (Umrechnung von Effektivspannung, Scheitelspannung und Spannung Spitze-Spitze). • Othmar Marti: Was bedeutet True-RMS? [2] . In: Fragen und Antworten zur Physik . Experimentelle Physik, Universität Ulm 8. Aug. 2003, Abgerufen am 25. Juni 2009. Referenzen [1] http:/ / www. sengpielaudio. com/ Rechner-db-volt. htm [2] http:/ / wwwex. physik. uni-ulm. de/ lehre/ waswenn/ default. htm
- Seite 1 und 2: Praktikum Elektrotechnik Elektrisch
- Seite 3 und 4: Allgemeines 1
- Seite 5 und 6: Multimeter 3 Analoge Multimeter →
- Seite 7 und 8: Analogmultimeter 5 Skalen eines Mul
- Seite 9 und 10: Analogmultimeter 7 Bedienung Bei ni
- Seite 11 und 12: Digitalmultimeter 9 Multimeterfunkt
- Seite 13 und 14: Digitalmultimeter 11 Linearitätsab
- Seite 15 und 16: Genauigkeitsklasse 13 Klassenzeiche
- Seite 17 und 18: Genauigkeitsklasse 15 Mehrere Einfl
- Seite 19 und 20: Messgeräteabweichung 17 z. B. Ener
- Seite 21 und 22: Oszilloskop 19 • elektrischer Str
- Seite 23 und 24: Oszilloskop 21 DSOs werden oft auf
- Seite 25 und 26: Oszilloskop 23 Die Ablenkung des El
- Seite 27 und 28: Oszilloskop 25 Weblinks • Oszillo
- Seite 29 und 30: Zangenamperemeter 27 Anzeige über
- Seite 31 und 32: Arithmetischer Mittelwert (Elektrot
- Seite 33 und 34: Gleichrichtwert 31 Ergebnis für Si
- Seite 35 und 36: Gleichrichtwert 33 Ergebnis für de
- Seite 37 und 38: Gleichrichtwert 35 Angezeigter Wert
- Seite 39 und 40: Effektivwert 37 Definition 2 Der Ef
- Seite 41: Effektivwert 39 Jetzt setzen wir di
- Seite 45 und 46: Elektrische Leistung 43 • Augenbl
- Seite 47 und 48: Wirkleistung 45 folgt und mit der V
- Seite 49 und 50: Wirkleistung 47 • und positiver E
- Seite 51 und 52: Wirkleistung 49 Spannungen, Ströme
- Seite 53 und 54: Quelle(n) und Bearbeiter des/der Ar
- Seite 55 und 56: Lizenz 53 Lizenz Wichtiger Hinweis
Effektivwert 40<br />
Formfaktor:<br />
Messtechnische Erfassung<br />
Falscher und echter Effektivwert<br />
Spannungsmessgeräte für Wechselspannungen wurden ursprünglich für die Anzeige des Effektivwertes<br />
sinusförmiger Spannungen ausgelegt, indem sie den Gleichrichtwert (Mittelwert des Betrages) der Spannung messen<br />
und den Formfaktor für Sinus-Spannungen durch entsprechende Justierung der Spannungsteiler einbeziehen; daher<br />
ist die Anzeige des Effektivwertes durch solche Messgeräte nur für harmonische (sinusförmige) Spannungen richtig.<br />
Da in der <strong>Elektrotechnik</strong> bzw. Elektronik die Spannungsverläufe häufig stark vom Sinusverlauf abweichen, können<br />
hiermit erheblich falsche Messwerte entstehen.<br />
Messgeräte, die den Effektivwert tatsächlich gemäß seiner Definition bestimmen, werden zur Verdeutlichung<br />
Echteffektivwert-Messgeräte (engl. true RMS meter) genannt und mit der Bezeichnung True RMS bzw. TRMS<br />
ausgewiesen (RMS = root mean square = Wurzel aus dem Mittelwert des Quadrats). Dabei sind sie nur für einen<br />
begrenzten Frequenzbereich geeignet.<br />
Elektromechanische Dreheisenmessgeräte arbeiten „TRMS“-bildend und zeigen daher unabhängig vom zeitlichen<br />
Verlauf den Effektivwert an. Auch sie sind nur für einen begrenzten Frequenzbereich geeignet.<br />
Eine andere Lösung ist es, mit dem Messstrom einen Widerstand zu erwärmen und dessen Temperatur zu messen.<br />
Durch Vergleich mit einem Gleichstrom kann diese Messanordnung auf den Effektivwert kalibriert werden. Mit<br />
dieser Messmethode können auch noch sehr hochfrequente Frequenzanteile richtig erfasst werden.<br />
Effektivwertbildung mit elektrischem Ausgangssignal<br />
Es gibt mehrere elektronische Schaltungen zur Effektivwertbildung. Eine davon hat sich besonders bewährt und wird<br />
von mehreren Herstellern als integrierte Schaltung angeboten. Das Eingangssignal oder darf Gleich- und<br />
Wechselanteile enthalten. Der Ausgangsstrom ist proportional zum Effektivwert des Eingangssignals, wobei sich<br />
die dazu notwendige Mittelwertbildung aus dem durch und gebildeten Tiefpass ergibt. Die Schaltung<br />
arbeitet folgendermaßen (siehe Bild):<br />
Schaltung zur Effektivwertbildung<br />
In der Eingangsstufe wird ein Strom erzeugt mit . Der kombinierte Quadrierer und Dividierer<br />
erzeugt ein . Dieses Zwischenergebnis wird geglättet und steuert als mittels Stromspiegelung zwei<br />
Stromquellen. Die eine führt das Signal auf den Dividiereingang zurück; die andere liefert das<br />
Ausgangssignal . Damit ergibt sich folgende Rechnung:
Change language