Wechselstromtechnik einfach erklärt!
Elektrotechnik fürs Studium by "Elektro-Nik"
https://www.youtube.com/watch?v=QyZC2BCoeY0

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 mein elektronik hier und wir lernen heute alles über wechselstrom technik und gleich zu beginn der hinweis dass vieles heute aus dem buch von gerd
0:08 hartmann stammt grundlagen der elektrotechnik das ist ein buch was mir persönlich sehr geholfen hat elektrotechnik zu lernen ich kann es
0:15 euch nur ans herz legen und wir starten direkt ein heute schauen wenn es nur die sinus förmigen wechsel größen an weil die für
0:23 uns die meiste relevanz an unsere wechselspannung uhr hat also einen sinus förmigen verlauf mit der amplitude u dach deswegen kann ich auch sagen us
0:33 gleich budach mal den sinus von omega t ich glaube der sinus verlauf sollte bekannt sein also dass wir bei 2 p eine ganze periode absolviert haben als kann
0:46 ich auch sagen nach 2 p habe ich eine ganze periode n'dour groß t erreicht also es omega mal groß t gleich zwei pi und
0:57 groß t ist dann 2p durch omega wenn ich dann auch die beziehung zwischen frequenz und perioden dauer ein arbeite dann habe ich noch den zusammenhang dass
1:07 die frequenz gleich omega durch zwei ps und damit wiederum dass meine kreis frequenz omega gleich zwei mal es zusammenfassend lässt sich also sagen
1:20 dass unsere schwingung immer pendelt zwischen dach und - dach und das ganze tut sie eben mit einer frequenz f beziehungsweise der kreis frequenz omega
1:33 omega gibt dabei eben nicht an wie viele schwingungen wir pro sekunde haben das macht es schon f sondern wieviel phasen winkel pro sekunde überschritten wird in
1:45 unserem fall wir das noch ganz einfach bei einer schwingung 2 p schauen wir uns jetzt einmal das thema phasenverschiebung an weil das für uns
1:54 nachher noch sehr wichtig sein wird betrachten wir hier die spannung diese hat ihr 0 durchgang schon vor der ordinarien achse bedeutet sie durchläuft
2:05 den 0 durchgang so gesehen schon früher als sie es eigentlich müsste entsprechend kann ich hier schauen wie ist der abstand zwischen 0 durchgang und
2:16 koordinaten achse mein pfeil zeigt nach rechts und so habe ich eben für die spannung einen positiven phasen winkel ein view ist also positiv wohingegen
2:29 wenn ich mir meinen also den phasen winkel des stromes an schaue ich feststelle dass mein 0 durchgang ja erst rechts von der ordinarien achse passiert
2:41 entsprechend habe ich hier meinen phasen pfeil nach links zeigen zur ordination aktien und dann weiß ich mein phasenverschiebung winkel für den strom
2:50 sie ist in dem falle negativ der phasenverschiebung swinkels zwischen strom und spannung errechnet sich dann ausfiel -
3:01 und es in unserem falle positiv weil unser vieh nach rechts zeigt und würde dann eben bedeuten dass die spannung dem strom voraus eilt die spannung tritt
3:12 eben früher durch die 0 als es der strom tut jetzt würde ich einmal gern die größe des effektiv wertes einführen da dies
3:20 die größte es mit der wir in zukunft nur noch arbeiten werden hier kann man sich jetzt vorstellen dass denn einen wechselstrom in unserem falle kleine in
3:29 einem widerstand ermittelt die gleiche wärmeleistung erzeugt wie ein gleichstrom dann ist der effektiv wert des wechsel stromes gleich dem wert des
3:41 gleichstrom es hier kann man jetzt eben über integralrechnung die zusammenhängende rausfinden ich habe euch direkt mal das ergebnis dann
3:48 gegeben und zwar wäre dann bei einem strom der effektiv wert des stromes einfach seine amplitude durch wurzel 2 und bei der spannung gilt eben das
3:58 gleiche die amplitude durch die wurzel 2 gibt eben den effektiv wert wider wir werden fortan nur noch mit effektiv werten von strom und spannung arbeiten
4:08 hier müsste man natürlich im hinterkopf haben dass wenn ich den wirklichen wert ausrechnen möchte ich noch einmal die wurzel zwei multiplizieren muss
4:19 wir können sie nuss größen auch als zeiger darstellen stellen wir uns jetzt links den zeiger in dem kreis mit der länge budach also der amplitude der
4:30 sinus schwingung als rotierenden zeiger hervor mit der kreis frequenz omega dann könnte man mit jedem winkel omega theben die sinuskurve auf der rechten seite
4:41 rekonstruieren dafür habe ich euch sonst noch eine animation mitgebracht die das ganze noch mal ein bisschen besser zeigt hier sieht man jetzt eben die drehung
4:50 und des zeigers über verschiedene winkel und wie erkennt schon wir können uns aus dieser zeiger darstellung jetzt genau die sinus funktion auf der rechten seite
5:00 eben zu jedem zeitpunkt zu jeder zeit stellung rekonstruieren da wird die zeiger länge haben und dann den jeweiligen phasen winkel
5:14 nachdem wir also dass wir eine sinus schwingung auch ganz einfach durch einen zeiger mit ebenem winkel und dann länger angehen können
5:22 können wir aus dem sogenannten zeiger diagramm jetzt auch noch den phasenverschiebung swinkels ablesen in diesem beispiel sehen wir dass zwischen
5:32 spannung und strom links im zeiger diagramm eben der winkel vom strom zur spannung ist was wiederum bedeutet in unserer sie nutze darstellung wäre das
5:45 äquivalent mit die spannung läuft dem strom um den phasenverschiebung swinkels vor
5:55 diese zeiger der sinus größen lassen sich super beschreiben als komplexe zahlen also zahlen welche sowohl ein real als auch ein imaginär teil besitzen
6:06 ich will nicht zu tief eingehen auf die komplexen zahlen die sollten geläufig sein wenn nicht dann kann ich dazu noch ein separates video machen warum man
6:16 jetzt eben diese größe wird noch mit ins spiel kommt will ich jetzt gar nicht so groß erklären sollte geläufig sein dass j quadrat - 1 ergibt und falls ihr bei
6:28 den komplexen zahlen nachholbedarf habt oder das eventuell nochmal für mich erklärt haben möchtet dann schreib das bitte in die kommentare
6:36 ansonsten sehe ich das einfach als gegeben an dass die komplexen zahlen bekannt sind hierbei kann ich zwei darstellungen von
6:44 komplexen zahlen unterscheiden einmal die mit der eben erwähnten trennung nach real und imaginärer teil hierbei macht der strich unter dem zett deutlich dass
6:54 es sich eben um eine komplexe zahl handelt also eine zahl in zwei ebenen und dann gibt es noch die sogenannte euler darstellung wo man einfach nur die
7:05 komplexe zahl darstellt als betrag also länge des zeigers und phasen winkel 4 wir lernen jetzt einmal die drei bauteile der wechselstrom technik kennen
7:18 also die relevantesten für uns dass während der widerstand den wir schon kennen aus der gleichen technik die spule auch genannt induktivität und den
7:28 kondensator auch genannt kapazität um über die bauteile reden zu können lasst uns noch ein paar begrifflichkeiten klären wir haben in
7:40 der wechselstrom technik zwei größen man könnte auch sagen komplexe widerstände bzw komplexe leitwerte man sagt dazu aber dann
7:52 impedanz und atme tanz die impedanz setzt sich eben zusammen aus dem wird widerstand als real teil und dem blind widerstand als imaginär teil der jahr
8:06 hinter uns steht die atmed ans wäre der komplexe leitwert welcher sich zusammensetzt aus dem
8:15 werk leitwert plus den imaginär teil des der admin tanz das wäre unser blind leitwert
8:27 schauen wir uns jetzt als erstes mal den widerstand in dem wechsel stromkreis an wenn wir eine wechselspannung auf einen widerstand geben so verlaufen spannung
8:41 und widerstand zueinander proportional und ohne phasenverschiebung das heißt zwischen spannung und strom liegt keine phasenverschiebung
8:53 wir haben an eine motion widerstand den wird widerstand er wir haben keinen blind widerstand vorliegen und die impedanz ergibt sich somit zu einfach
9:04 nur ärger bei der spule schaut das ganze schon interessante aus wenn wir hier eine
9:11 wechselspannung anlegen dann wird sich ein strom einstellen der dieser wechselspannung um 90° hinterherläuft hier ist der merck spruch an der
9:22 induktivität kommt der strom zu spät unser phasenverschiebung winkel beträgt also an der spule 90 grad die schule hat keinen wird widerstand die spule hat
9:35 dafür einen blind widerstand von omega l und so errechnet sich eben die impedanz zu j x omega l am kondensator können wir bei der
9:49 gleichen spannungsquelle einen ganz gegenteiligen effekt beobachten hier lautet unser merck spruch am kondensator als der strom vor wenn ich mir also den
9:59 phasenverschiebung winkel von der spannung zum strom anschaue so ist dieser eben minus 90 grad weil der strom der spannung vor eilt ich habe am
10:12 kondensator keinen wird widerstand ich habe aber einen blind widerstand von minus 1 durch omega c und soeben eine impedanz von
10:22 - j x 1 durch omega c so nachdem ihr alles über sinus förmige wechsel größen ihre zeiger darstellung
10:33 und vor allem die drei unterschiedlichen bauteile in der wechselstrom technik kennen gelernt habt seid die bestens gewappnet für meine übungsaufgaben ich
10:42 wünsche euch viel spaß dabei jegliche fragen oder anmerkungen bitte in die kommentare und bis bald euer elektronik