PhysProf - Widerstand - Wechselstromkreis - Blindleitwert - Leitwert

PhysProf - Physik-Software - Widerstand im Wechselstromkreis

Fachthema: Widerstände im Wechselstromkreis

PhysProf - Elektrizitätslehre - Eine Software zur Visualisierung physikalischer Sachverhalte mittels Simulationen und 2D-Animationen zur Unterstützung des Unterrichts naturwissenschaftlicher Fächer sowie für alle die sich für Physik interessieren.

PhysProf - Physikprogramm mit Animationen - Widerstand im Wechselstromkreis

Online-Hilfe für das Modul
zum Themengebiet Widerstände im Wechselstromkreis bei
Reihenschaltung und Parallelschaltung von Widerstand, Spule und Kondensator. Die Darstellung der entsprechenden Zusammenhänge erfolgt im Zeigerdiagramm.

Dieses Unterprogramm ermöglicht die Durchführung der Steuerung entsprechender Abläufe zur Echtzeit und bietet die Möglichkeit, die Einflüsse relevanter Größen interaktiv zu untersuchen.

Es unterstützt dabei ein tiefergehendes Verständnis zu diesem Themengebiet zu erlangen und kann zum Lösen vieler diesbezüglich relevanter Aufgaben eingesetzt werden.

PhysProf - Programm zur Visualisierung physikalischer Sachverhalte 

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Themen und Stichworte zu diesem Modul:
Wechselstrom - Wechselstromkreis - Widerstand - Widerstände - Reihenschaltung - Parallelschaltung - Kondensator - Spule - Leiterwiderstand - Strom - Stromkreis - Wechselstromberechnung - Widerstand berechnen - Gesetzmäßigkeiten - Reihe - Parallel - Induktivität - Kapazität - Frequenz - Kreisfrequenz - Stromstärke - Spannung - Wechselstrom - Wechselstromtechnik - Wechselspannung - Sinusförmig - Wechselstromwiderstand - Widerstand im Wechselstromkreis - Elektrische Widerstände - Elektrische Spannung - Elektrischer Strom - Elektrischer Widerstand - Ohmscher Widerstand - Wirkwiderstand - Induktiver Widerstand - Kapazitiver Widerstand - Blindwiderstand - Resistanz - Scheinwiderstand - Wechselstromwiderstände - Blindwiderstände - Kapazitäten - Scheinwiderstände - Phasenverschiebung - Phasenwinkel - Phasendifferenz - Phasenunterschied - Blindleitwert - Scheinleitwert - Impedanz - Gesamtwiderstand - Gesamtleitwert - Wechselgröße - Kenngröße - Kenngrößen - Wechselstromrechnung - Zeigerdiagramm - Phasendiagramm - Zeigerbild - Zeiger - Diagramm - Funktionsweise - Grundlagen - Physik - Physikalisch - Verändern - Veränderung - Animation - Simulation - Ändern - Änderung - Induktion - Phase - Sinusförmige Wechselspannung - Rechner - Berechnen - Bild - Grafik - Formeln - Formelzeichen - Berechnungsformel - Was - Wie - Weshalb - Was ist - Warum - Erklärung - Beschreibung - Arbeitsblatt - Arbeitsblätter - Unterrichtsmaterial - Unterrichtsmaterialien - Lernen - Erlernen - Aufgaben - Abituraufgaben - Lösungen - Einheit - 1 - 2 - 3 - 5 - 10 - 50 - 110 - 220 - V - Volt - Physikalische Einheit - Berechnung - Darstellen - Grafische Darstellung - Leistungsformel - Scheinleistung - Wirkleistung - Blindleistung - Leistung - Gesamtleistung - Leistungsfaktor - Wirkleistungsfaktor - Blindleistungsfaktor - Leitungsverluste - Nennleistung - Leitungswiderstand - Verlustleistung - Thomsonsche Schwingungsgleichung - Gleichung - Thomson - LC-Glied - LC - Schwingkreis - Resonanzkreis - Elektrischer Schwingkreis - Resonanzfrequenz - Reihenresonanz - Paralleresonanz - Spannungresonanz - Stromresonanz - Blindleistungskompensation - Blindstromkompensation - Blindstrom

 
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Widerstände im Wechselstromkreis


Das Unterprogramm [Elektrotechnik] - [Widerstände im Wechselstromkreis] bietet die Möglichkeit Berechnungen mit Wechselstromwiderständen unter Zuhilfenahme der Darstellung von Zeigerdiagrammen durchzuführen.

 
PhysProf - Reihenschaltung - Widerstand - Kapazität - Induktivität - Wirkwiderstand - Blindwiderstand - Induktiver Widerstand - Wechselstrom - Wechselstromkreis - Widerstand - Kondensator - Spule - Leiterwiderstand - Phasenverschiebung - Phasenwinkel - Blindleitwert - Scheinleitwert - Gesamtwiderstand - Gesamtleitwert - Zeigerdiagramm - Rechner - Berechnen - Wechselstromwiderstände - Phasenverschiebung - Phasenwinkel - Blindleitwert - Scheinleitwert - Gesamtwiderstand - Gesamtleitwert - Zeigerdiagramm - Zeigerbild
Modul Widerstände im Wechselstromkreis


 
Wechselstromkreise unterscheiden sich von Gleichstromkreisen vor allem durch die Tatsache, dass Stromstärke und Spannungen Funktionen der Zeit sind und sich periodisch ändern. Befinden sich im Wechselstromkreis außer Ohmschen Widerständen noch Induktivitäten oder Kapazitäten, so erreichen Spannung und Stromstärke nicht mehr zeitgleich ihre Maximalwerte. Der Ohmsche Widerstand ist im Gleich- und Wechselstromkreis gleich groß, er wird bei bei Wechselstromkreisen als Wirkwiderstand bezeichnet. Im Wechselstromkreis treten neben dem Wirkwiderstand zusätzlich sogenannte Blindwiderstände auf. Diese verwandeln keine elektrische Energie in Wärme.

Die geometrische Summe von Blind- und Wirkwiderstand heißt Scheinwiderstand.

Widerstände dieser Art lassen sich unter der Verwendung komplexer Zahlen berechnen und grafisch in der Gaußschen Zahlenebene darstellen. Diese Art der Darstellung wird als Zeigerdiagramm bezeichnet. Durch eine vektorielle Addition der drei komplexen Zahlen für die einzelnen Widerstände kann der Scheinwiderstand ermittelt werden. Der Blindwiderstand wird hierbei als der imaginäre Teil des Scheinwiderstands ausgegeben. Die Phasenverschiebung wird durch den Winkel zwischen Scheinwiderstand und der reellen Achse beschrieben.
 

I - Reihenschaltung

 
PhysProf - Reihenschaltung - Widerstand - Kapazität - Induktivität - Wirkwiderstand - Blindwiderstand - Induktiver Widerstand - Darstellen - Rechner - Berechnen - Widerstände - Reihenschaltung - Parallelschaltung - Kondensator - Spule - Leiterwiderstand - Strom - Stromkreis - Induktivität - Kapazität - Frequenz - Kreisfrequenz - Stromstärke - Spannung - Kapazitiver Widerstand - Blindwiderstand - Scheinwiderstand - Wechselstromwiderstände - Induktion - Phase - Sinusförmige Wechselspannung

Widerstände im Wechselstromkreis - Reihenschaltung - Abbildung 1
 

PhysProf - Wechselstrom - Wechselstromkreis - Widerstand - Reihenschaltung - Parallelschaltung - Kondensator - Spule - Leiterwiderstand - Phasenverschiebung - Phasenwinkel - Blindleitwert - Scheinleitwert - Gesamtwiderstand - Gesamtleitwert - Zeigerdiagramm - Darstellen - Rechner - Berechnen -  Wechselspannung - Sinusförmig - Wechselstromwiderstand - Elektrische Spannung - Elektrischer Strom - Elektrischer Widerstand

Widerstände im Wechselstromkreis - Reihenschaltung - Abbildung 2

 
Für den Gesamtwiderstand Z, welcher auch als Scheinwiderstand bezeichnet wird, gilt bei einer Reihenschaltung von Wechselstromwiderständen:

 

Widerstand Wechselstrom - Gleichung -1
 

Mit

Widerstand Wechselstrom - Gleichung -2

und

Widerstand Wechselstrom - Gleichung -3
 

ergibt sich:
 

Widerstand Wechselstrom - Gleichung -4
 

Der Blindwiderstand ist definiert mit:
 

Widerstand Wechselstrom - Gleichung -5
 

Für die Phasenverschiebung zwischen Stromstärke und Spannung gilt:
 

Widerstand Wechselstrom - Gleichung -6
 

R: Ohmscher Widerstand (Wirkwiderstand bzw. Resistanz) [Ω]

XL: Induktiver Widerstand [Ω]

XC: Kapazitiver Widerstand [Ω]

L: Induktivität [H]

C: Kapazität [F]

f: Frequenz [1/s]

ω: Kreisfrequenz (ω = 2πf) [1/s]

φ: Phasenverschiebung [rad]

Z: Gesamtwiderstand (Scheinwiderstand bzw. Impedanz) [Ω]

 

II - Parallelschaltung

 
PhysProf - Parallelschaltung - Strom - Stromkreis - Wechselstromberechnung - Widerstand berechnen - Induktivität - Kapazität - Frequenz - Kreisfrequenz - Stromstärke - Spannung
Widerstände im Wechselstromkreis - Parallelschaltung - Abbildung 1
 

PhysProf - Parallelschaltung - Wechselstrom - Wechselspannung - Sinusförmig - Wechselstromwiderstand - Elektrische Spannung - Elektrischer Strom - Elektrischer Widerstand - Ohmscher Widerstand - Wirkwiderstand - Induktiver Widerstand - Kapazitiver Widerstand - Blindwiderstand - Scheinwiderstand - Wechselstromwiderstände
Widerstände im Wechselstromkreis - Parallelschaltung - Abbildung 2

 
Für den Gesamtleitwert 1/Z, welcher auch als Scheinleitwert Y bezeichnet wird, gilt bei einer Parallelschaltung von Wechselstromwiderständen:

 

Widerstand Wechselstrom - Gleichung -7
 

Mit

Widerstand Wechselstrom - Gleichung -8

und

Widerstand Wechselstrom - Gleichung -9
 

ergibt sich:
 

Widerstand Wechselstrom - Gleichung -10
 

Der Blindleitwert ist definiert mit:
 

Widerstand Wechselstrom - Gleichung -11
 

Für die Phasenverschiebung zwischen Stromstärke und Spannung gilt:
 

Widerstand Wechselstrom - Gleichung -12
 

R: Ohmscher Widerstand (Wirkwiderstand) [Ω]

XL: Induktiver Widerstand [Ω]

XC: Kapazitiver Widerstand [Ω]

L: Induktivität [H]

C: Kapazität [F]

f: Frequenz [1/s]

ω: Kreisfrequenz (ω = 2πf) [1/s]

φ: Phasenverschiebung [rad]

X: Blindwiderstand [Ω]

B: Blindleitwert [S]

Z: Gesamtwiderstand (Scheinwiderstand bzw. Impedanz) [Ω]
 

Induktiver Widerstand - Kapazitiver Widerstand

 
Induktiver Widerstand:

In jedem Wechselstromkreis, der eine Induktivität L besitzt, existiert ein Wechselstromwiderstand, der als induktiver Widerstand XL bezeichnet wird. Bei einem induktiven Widerstand wird elektrische Energie in magnetische Energie der Spule umgewandelt. Dies geschieht ebenfalls konträr.

PhysProf -
Abb 1.: Induktiver Widerstand - Schaltbild

PhysProf - Induktiver Widerstand - Phase - Phasenverschiebung - Phasendifferenz - Phasendiagramm
Abb 2.: Induktiver Widerstand - Phasendiagramm

PhysProf - Induktiver Widerstand - Grafisch - Berechnen - Diagramm - Zeigerdiagramm
Abb 3.: Induktiver Widerstand - Zeigerdiagramm

Eine Induktivität wirkt auf die Stromänderung stets verzögernd. In einem Wechselstromkreis mit reiner Induktivität eilt die Spannung dem Strom um π/2 voraus. Zwischen Spannung und Strom existiert in diesem Fall ein Phasenunterschied (eine Phasenverschiebung) von π/2.

Für den induktiven Widerstand im Wechselstromkreis gilt:

Induktiver Widerstand - Formel - 1

XL: Induktiver Widerstand [Ω]
L: Induktivität [H]
ω: Kreisfrequenz (ω = 2πf) [1/s]

Der Strom in einem Stromkreis mit lediglich einer Induktivität kann wie folgt berechnet werden:

Induktivität - Formel - 1

I: Strom [A]
U: Spannung [V]
L: Induktivität [H]
ω: Kreisfrequenz (ω = 2πf) [1/s]

Kapazitiver Widerstand:

In jedem Wechselstromkreis, der eine Kapazität C besitzt, existiert ein Wechselstromwiderstand, der als kapazitiver Widerstand XC bezeichnet wird. Bei einem kapazitiven Widerstand wird elektrische Energie in die Energie des elektrischen Feldes des Kondensators umgewandelt. Dies geschieht ebenfalls konträr.

PhysProf - Kapazitiver Widerstand - Schaltbild
Abb 1.: Kapazitiver Widerstand - Schaltbild

PhysProf - Kapazitiver Widerstand - Phase - Phasenverschiebung - Phasendifferenz - Phasendiagramm
Abb 2.: Kapazitiver Widerstand - Phasendiagramm

PhysProf - Kapazitiver Widerstand - Grafisch - Berechnen - Diagramm - Zeigerdiagramm
Abb 3.: Kapazitiver Widerstand - Zeigerdiagramm
 

Eine Kapazität wirkt auf die Spannung stets verzögernd. In einem Wechselstromkreis mit reiner Kapazität eilt der Strom der Spannung um π/2 voraus. Zwischen Spannung und Strom existiert in diesem Fall ein Phasenunterschied (eine Phasenverschiebung) von -π/2.

Für den kapazitiven Widerstand im Wechselstromkreis gilt:

Kapazitiver Widerstand - Formel - 1

XC: Kapazitiver Widerstand [Ω]
C: Kapazität [F]
ω: Kreisfrequenz (ω = 2πf) [1/s]

Der Strom in einem Stromkreis mit lediglich einem kapazitven Widerstand kann wie folgt berechnet werden:

Kapazitiver Widerstand - Formel - 2

I: Strom [A]
U: Spannung [V]
C: Kapazität [F]
ω: Kreisfrequenz (ω = 2πf) [1/s]
 

Blindwiderstand

 
Der Blindwiderstand begrenzt den Aufbau einer sinusförmigen Wechselspannung und verursacht eine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Stromstärke. Sind Spulen und Kondensatoren gemeinsam in einem Wechselstromkreis vorhanden, so gelten die nachfolgend aufgeführten Regeln:

1. Reihenschaltung:

PhysProf - Blindwiderstand - Reihenschaltung - Zeiger - Zeigerdiagramm
Kondensator und Spule (L und C) sind in Reihe geschaltet:

Blindwiderstand - Formel - 1

Blindwiderstand - Formel - 2
 
2. Parallelschaltung:

PhysProf - Blindwiderstand - Parallelschaltung
Kondensator und Spule (L und C) sind parallelgeschaltet:

Blindwiderstand - Formel - 3

Blindwiderstand - Formel - 4

Blindwiderstand - Formel - 5

U: Gesamtspannung [V]
I: Gesamtstromstärke [A]
UL: Spannung am induktiven Widerstand [V]
UC: Spannung am kapazitiven Widerstand [V]
IL: Stromstärke durch induktiven Widerstand [A]
IC: Stromstärke durch kapazitiven Widerstand [A]
XL: Induktiver Widerstand [Ω]
XC: Kapazitiver Widerstand [Ω]
X: Gesamter Bildwiderstand [Ω]
B: Bllndleitwert = 1/X [!/Ω]
 

Scheinwiderstand (Impedanz)

 
Der Scheinwiderstand (die Impedanz bzw. der Wechselstromwiderstand) bildet sich aus ohmschem Widerstand und Blindwiderstand. Sind Scheinwiderstand und ohmscher Widerstand gemeinsam in einem Wechselstromkreis vorhanden, so gelten die nachfolgend aufgeführten Regeln:

1. Reihenschaltung:

PhysProf - Scheinwiderstand - Impedanz - Reihenschaltung - Zeiger - Zeigerdiagramm
Scheinwiderstand und ohmscher Widerstand (X und R) sind in Reihe geschaltet:

Scheinwiderstand - Impedanz - Formel - 1

Scheinwiderstand - Impedanz - Formel - 2

2. Parallelschaltung:

PhysProf - Scheinwiderstand - Impedanz - Parallelschaltung - Zeiger - Zeigerdiagramm

Scheinwiderstand und ohmscher Widerstand (X und R) sind parallelgeschaltet:

Scheinwiderstand - Impedanz - Formel - 3

Scheinwiderstand - Impedanz - Formel - 4
 
U: Gesamtspannung [V]
I: Gesamtstromstärke [A]
Z: Scheinwiderstand [Ω]
R: Ohmscher Widerstand (Wirkwiderstand) [Ω]
X: Blindwiderstand [Ω]
S: Scheinleitwert = 1/Z [!/Ω]
G: Wirkleitwert = 1/R [!/Ω]
B: Bllndleitwert = 1/X [!/Ω]
 

Phasenverschiebung - Phasendifferenz

 
Der Betrag der Phasendifferenz die durch induktiven und kapazitiven Widerstand in einem Wechselstromkreis verursacht wird beträgt π/2 bzw. -π/2. Da jedoch nahezu alle Stromkreise zudem einen ohmschen Widerstand (einen Wirkwiderstand) besitzen, entsteht in diesen Fällen eine Phasenverschiebung, die sich zwischen den Werten -π/2 und π/2 bewegt. Diese kann mit Hilfe der nachfolgend dargestellten Zeigerdiagramme ermittelt werden, oder errechnet sich wie folgt:

1. Reihenschaltung:

PhysProf - Phasenverschiebung - Phasendifferenz - Widerstand - Kapazität - Kondensator - Ohmscher Widerstand - Reihenschaltung - Phasendiagramm

Widerstand, Kondensator und Spule (R, L und C) sind in Reihe geschaltet:

Phasenverschiebung - Phasendifferenz - Formel - 1

2. Parallelschaltung:
PhysProf - Phasenverschiebung - Phasendifferenz - Widerstand - Kapazität - Kondensator - Ohmscher Widerstand - Parallelschaltung - Phasendiagramm
Widerstand, Kondensator und Spule (R, L und C) sind parallelgeschaltet:


Phasenverschiebung - Phasendifferenz - Formel - 2

φ: Phasenverschiebung [rad]
ω: Kreisfrequenz (ω = 2πf) [1/s]
R: Ohmscher Widerstand (Wirkwiderstand bzw. Resistanz) [Ω]
L: Induktivität [H]
C: Kapazität [F]

 

Programmbedienung

 
Dieses Modul ermöglicht es, Untersuchungen zu diesem Fachthema durchführen und sich Darstellungen im Zeigerdiagramm für die Reihen- und Parallelschaltung von Ohmschen Widerständen, Kondensatoren und Spulen ausgeben zu lassen.

Wählen Sie hierfür zunächst die Schaltungsart durch die Aktivierung des entsprechenden Kontrollschalters Reihenschaltung bzw. Parallelschaltung aus. Geben Sie daraufhin die für die Durchführung der Berechnung benötigten Werte für den Wirkwiderstand, die Induktivität und die Kapazität ein.

Legen Sie durch die Positionierung des zur Verfügung stehenden Rollbalkens die relevante Frequenz fest und bedienen Sie hierauf die Schaltfläche Berechnen.

Unmittelbar daraufhin erhalten Sie alle errechneten Ergebnisse und eine Aktualisierung der Darstellung. Mit Hilfe des zur Verfügung stehenden Kontrollkästchens Text können Sie festlegen, ob die numerischen Ergebnisse in der Grafik angezeigt werden sollen.
  

Schwingkreis - Resonanzkreis (LC-Kreis)

 
PhysProf - Schwingkreis - Resonanzkreis - LC-Kreis - LC-Glied - Elektrischer Schwingkreis - Resonanzfrequenz
Als elektrischer Schwingkreis (Resonanzkreis) wird eine resonanzfähige elektrische Schaltung bezeichnet, die sich aus einer Spule und einem Kondensator zusammensetzt. Bei diesem LC-Schwingkreis erfolgt ein periodisch ablaufender Energieaustausch zwischen dem magnetischen Feld der Spule und dem elektrischen Feld des Kondensators. Hierduch findet ein stetiger Wechsel zwischen hoher Stromstärke und hoher Spannung statt. Die hierbei vorliegende Resonanzfrequenz kann mit Hilfe der Thomson-Gleichung ermittelt werden. Es gilt:

Resonanzfrequenz  - Thomson - Gleichung - Formel - 1

bzw:

Resonanzfrequenz  - Thomson - Gleichung - Formel - 2

Resonanzfrequenz  - Thomson - Gleichung - Formel - 3
 
L: Induktivität [H]
C: Kapazität [F]
ω: Kreisfrequenz (ω = 2πf) [1/s]
f: Frequenz der Wechselspannung [1/s]
T: Periodendauer [s]

Hinsichtlich der Resonanz sind zwei grundlegende Fälle zu unterscheiden. Dies sind:

Parallelresonanz (Stromresonanz):

Parallelresonanz (Stromresonanz) liegt vor, wenn Induktivität (Spule) und Kapzität (Kondensator) parallelgeschaltet sind. Hierbei ergibt sich ein Minimum an Strom und die Teilströme durch die Blindwiderstände sind größer als der Gesamtstrom.

Reihenresonanz (Spannungresonanz):

Reihenresonanz (Spannungresonanz) liegt vor, wenn Induktivität (Spule) und Kapazität (Kondensator) in Reihe geschaltet sind. Hierbei ergibt sich ein Maximum an Strom und die Teilspannungen über den Blindwiderständen sind größer als die Gesamtspannung.
 

Scheinleistung - Wirkleistung - Blindleistung - Leistungsfaktor - Nennleistung

 
Verursacht durch die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung der Induktivität bzw. der Kapazität in einem Wechselstromkreis tritt ein soganannter Blindanteil dieser beiden Größen auf. Der Blindanteil der Leistung in einem derartigen System wird als Blindleistung Q, der Wirkanteil dessen als Wirkleistung P bezeichnet. Die erbrachte Gesamtleistung eines Wechselstromkreises trägt die Bezeichnung Scheinleistung S. Zwischen der Wirkleistung P und der Blindleistung Q liegt eine Phasenverschiebung mit einem Winkel von 90° vor. Der Wirkleistungsfaktor (Leistungsfaktor) beschreibt das Verhältnis zwischen Wirkleistung P und Scheinleistung S. Das Verhältnis zwischen Blindleistung Q und Scheinleistung S wird als Blindleistungsfaktor bezeichnet.


Für die oben beschriebenen Leistungen in einem Wechselstromkreis gelten die nachfolgend aufgeführten Gesetzmäßigkeiten:

Scheinleistung:

S = U · I

bzw:

Scheinleisung - Formel - 2

PhysProf - Scheinleistung - Wechselstrom - Diagramm - Zeiger

Wirkleistung:

P = U
· I · cos φ = S · cos φ

PhysProf - Wirkleistung - Wechselstrom - Diagramm - Zeiger

Blindleistung:

Q= U
· I · sin φ = S · sin φ

PhysProf - Blindleistung - Wechselstrom - Diagramm - Zeiger
 

Wirkleistungsfaktor:

cos φ = P/S

Blindleistungsfaktor:


sin φ = P/S
 

S: Scheinleistung [VA]

P: Wirkleistung [W]
Q: Blindleistung [
var]
cos φ: Wirkleistungsfaktor
sin φ: Blindleistungsfaktor 

 
Als Nennleistung einer elektrischen Anlage, oder eines elektrischen Geräts (Verbrauchers) wird eine von dessen Hersteller angegebene Leistung bezeichnet, mit der dieses betrieben werden kann bzw. wird hiermit die von diesem Gerät abgegebene Leistung beschrieben.
 
 
Leitungsverluste - Verlustleistung

 
 
Als Verlustleistung wird die Abweichung bezeichnet, die zwischen aufgenommener Leistung und abgegebener Leistung eines Gerätes oder Prozesses resultiert. Sie tritt unter anderem in elektrischen Netzen infolge des Widerstands elektrischer Leiter (Leitungswiderstands) auf. Verluste dieser Art werden als Leitungsverluste bezeichnet. Allgemein kann die Verlustleistung eines Leiters wie folgt berechnet werden:

Pv = I²·R

Sie erhöht sich innerhalb einer Leitung mit dem Quadrat des Stroms der durch sie fließt.

Pv: Verlustleistung des Leiters [W]
I: Strom der durch den Leiter fließt [A]
R: Widerstand des Leiters [Ω]

 

Blindstrom - Blindleistungskompensation - Blindstromkompensation

  
Blindstrom ist der Anteil des Stromes, der zwischen dem Generator des Elektrizitätswerkes und dem Verbraucher lediglich periodisch hin und her wandert. Im Gegensatz zu Wirkstrom bezeichnet Blindstrom einen Stromanteil im Wechselstromnetz, der keine Wirkleistung überträgt, das Stromnetz jedoch belastet.

Die Blindleistungskompensation oder Blindstromkompensation wird in Wechselstromnetzen eingesetzt, um den Blindstrom von elektrischen Verbrauchern zu reduzieren. Es wird unterschieden zwischen induktiven Blindströmen und kapazitiven Blindströmen. Induktive Blindströme entstehen u.a. durch elektromagnetische Effekte in Spulen von Elektromotoren. Kapazitiver Blindstrom wird in Kondensatoren erzeugt.

Um den induktiven Blindstrom in einer Anlage auszugleichen, werden Verbrauchern Kondensatoren der jeweils angemessenen Leistung parallelgeschaltet.

  
 

Arbeitsblätter - Unterrichtsmaterialien - Nutzung zu Unterrichtszwecken

 
Mit Hilfe dieses Programms lassen sich unter anderem Grafiken für Arbeitsblätter zur nichtkommerziellen Nutzung für Unterrichtszwecke erstellen. Beachten Sie hierbei jedoch, dass jede Art gewerblicher Nutzung dieser Grafiken und Texte untersagt ist und dass Sie zur Verfielfältigung hiermit erstellter Arbeitsblätter und Unterrichtsmaterialien eine schriftliche Genehmigung des Autors (unseres Unternehmens) benötigen.

Diese kann von einem registrierten Kunden, der im Besitz einer gültigen Softwarelizenz für das entsprechende Programm ist, bei Bedarf unter der ausdrücklichen Schilderung des beabsichtigten Verfielfältigungszwecks sowie der Angabe der Anzahl zu verfielfältigender Exemplare für das entsprechende Arbeitsblatt unter der auf der Impressum-Seite dieses Angebots angegebenen Email-Adresse eingeholt werden. Es gelten unsere AGB.

 

Aufgaben - Lernen

  
Dieses Programm eignet sich neben seinem Einsatz als Berechnungs- bzw. Animationsprogramm zudem zum Lernen, zur Aneignung entsprechenden Fachwissens, zum Verstehen sowie zum Lösen verschiedener Aufgaben und Abituraufgaben zum behandelten Fachthema. Durch seine einfache interaktive Handhabbarkeit bietet es die auch Möglichkeit der Durchführung unterschiedlicher Untersuchungen hierzu.
 

Kurzbeschreibungen einiger Module zu entsprechenden Themenbereichen

Eine kleine Übersicht in Form von Bildern und kurzen Beschreibungen über einige zu den einzelnen Fachthemengebieten dieses Programms implementierte Unterprogramme finden Sie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Mechanik Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Elektrotechnik Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Optik - Kurzinfos zum Themengebiet Thermodynamik sowie unter Kurzbeschreibungen von Modulen zu sonstigen Themengebieten.

 

Nützliche Infos zu diesem Themengebiet

 
Hilfreiche Informationen zu diesem Fachthema sind unter folgenden Adressen zu finden.


Wikipedia - Wechselstrom
Wikipedia - Elektrischer Widerstand
Wikipedia - Blindwiderstand
Wikipedia - Wirkwiderstand 
 

Video

 

Nachfolgend finden Sie ein Video zu diesem Fachthema, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks
auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.

Weitere Videos zu einigen in PhysProf implementierten Modulen sind auf Youtube unter den folgenden Adressen abrufbar:

Schräger Wurf - Schiefer Wurf, Waagerechter Wurf - Horizontaler Wurf, Hookesches Gesetz, Mechanische Arbeit, Zweites Newtonsches Gesetz, Drittes Newtonsches Gesetz, Gedämpfte mechanische Schwingung, Bewegungen auf einer Kreisbahn, Hebelgesetz, Chaotisches Doppelpendel, Mathematisches Pendel, Freier Fall und Luftwiderstand, Harmonische Schwingungen, Molekularbewegungen, Brownsche Bewegungen, Potentielle und kinetische Energie, Ideale Strömung - Volumenstrom, Druck in Flüssigkeiten, Wellen - Simulationen, Zusammengesetzte Bewegung, Bewegungen in der Ebene, Carnotscher Kreisprozess, Adiabatische Zustandsänderung, Isotherme Zustandsänderung, Isobare Zustandsänderung, Isochore Zustandsänderung, Beugung am Spalt, Hohlspiegel, Sammellinse, Zerstreuungslinse, Wechselstromkreise, RLC-Kreis - RLC-Schaltung, RL-Kreis  - RL-Schaltung, RC-Kreis - RC-Schaltung, Resonanz - Resonanzkurve, Widerstände im Wechselstromkreis, Schwingungen und deren Überlagerung, Plattenkondensator, Ladung und Entladung von Kondensatoren, Reihenschaltung und Parallelschaltung, Lissajou-Figuren, 1. Keplersches Gesetz, 2. Keplersches Gesetz, 3. Keplersches Gesetz

 
Weitere implementierte Module zum Themenbereich Elektotechnik


Lissajousche Figuren - Reihen- und Parallelschaltung - Messbrücke - Widerstandsgesetz - Kondensator Ladung - Entladung - Kondensator - Kapazitäten - Plattenkondensator - Transformator - Schwingungsüberlagerung - RC-Kreis - RL-Kreis - RLC-Kreis - Resonanz - Wechselstromkreis
 

Screenshot dieses Moduls
 

PhysProf - Reihe - Parallel - Induktivität - Kapazität - Frequenz - Stromstärke - Spannung - Wechselstrom - Wechselspannung - Widerstand - Ohmscher Widerstand - Wirkwiderstand - Induktiver Widerstand - Kapazitiver Widerstand - Blindwiderstand - Scheinwiderstand - Rechner - Berechnen - Grafik - Formeln - Einheit - Blindleitwert - Scheinleitwert
Unterprogramm Widerstände im Wechselstromkreis
 

Screenshot eines weiteren Moduls von PhysProf
 

PhysProf - RLC-Schaltung - RLC Reihenschaltung - RLC-Glied - Dämpfung - Reihenschwingkreis - Schwingkreis - Gedämpfter Schwingkreis - Serienschwingkreis - Elektromagnetische Schwingungen - Widerstand - Kondensator - Kapazität - Induktivität - Spule - Ladung - Frequenz - Kennlinie - Spannung - Stromstärke - Zeitkonstante - Periode - Kreisfrequenz - Berechnen - Zeit - Rechner - Simulation - Berechnung - Darstellen - Diagramm - Formel - Rechner
PhysProf 1.1 - Unterprogramm RLC-Kreis
 

Screenshot eines Moduls von MathProf


MathProf - Parameterkurven - Parametergleichungen - Parameterdarstellung - Funktionen - Parametrisierte Kurven - Kurven - Grafisch - Graph - Darstellen - Plotter - Grafik - Animationen - Simulation - Rechner - Berechnen - Funktionsgraph - 2D - Plotten - Zeichnen - Kurvenplotter - Bild
MathProf 5.0 - Unterprogramm Kurven in Parameterform
 

Screenshot einer mit SimPlot erstellten Animationsgrafik


SimPlot - Animationen - Präsentationen - Grafiken - Schaubilder - Visualisierung - Programm - Interaktive Grafik - Bilder - Computeranimationen - Infografik - Software - Plotter - Rechner - Computersimulation - Darstellen - Technisch - Datenvisualisierung - Animationsprogramm - Wissenschaft - Technik
SimPlot 1.0 - Grafik-  und Animationsprogramm für unterschiedlichste Anwendungszwecke

  
Unsere Produkte
 
I - PhysProf 1.1
Physik interaktiv
 
PhysProf 1.1 ist ein Programm für alle, die die Aufgabe oder das Ziel haben, sich physikalische Gesetzmäßigkeiten und Gegebenheiten zu verdeutlichen. Es spricht alle an, die sich für die Ergründung physikalischer Prozessabläufe und derartige Zusammenhänge interessieren. In zahlreichen Unterprogrammen besteht die Möglichkeit, Veränderungen von Einflussgrößen manuell, oder durch die Ausgabe automatisch ablaufender Simulationsprozesse in Echtzeit zu steuern und zu analysieren. Inhaltlich umfasst es ca. 70 verschiedene Unterprogramme zu den Fachthemenbereichen Mechanik, Elektrotechnik, Thermodynamik und Optik.
 

Bilder zum Programm PhysProf 1.1 - Mechanik - Elektrotechnik - Thermodynamik - Optik
 

Durch die Benutzung dieses Programms wird es ermöglicht, bereits bekannte Fachthemeninhalte aufzuarbeiten und entsprechende Sachverhalte numerisch wie auch grafisch zu analysieren. Mittels der freien Veränderbarkeit der Parameter von Einflussgrößen bei der Ausgabe grafischer Darstellungen besteht in vielen Unterprogrammen die Möglichkeit, Veränderungen an dargestellten Zusammenhängen manuell oder durch die Anwendung automatisch ablaufender Simulationsprozesse in Echtzeit zu steuern und zu analysieren.
 
Kurzinfos zu Inhalten einiger Unterprogramme von Physprof 1.1 erhalten Sie unter:
 

Es verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 300 Seiten.

Nachfolgend finden Sie ein Video zu einem in PhysProf 1.1 unter dem Themenbereich Mechanik eingebundenen Unterprogramm,welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.

Nachfolgend finden Sie ein Video zu einem in PhysProf 1.1 unter dem Themenbereich Elektrotechnik eingebundenen Unterprogramm, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.

Nachfolgend finden Sie ein Video zu einem in PhysProf 1.1 unter dem Themenbereich Thermodynamik eingebundenen Unterprogramm, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.

Weitere Videos zu einigen in PhysProf implementierten Modulen finden Sie, indem Sie den Reiter PhysProf-Videos wählen, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche. 
 
Zu den Videos zu PhysProf 1.1
 
 
 
   
 
II - MathProf 5.0
Mathematik interaktiv
 
MathProf 5.0 ist ein Programm für alle, die die Aufgabe oder das Ziel haben, sich mathematische Sachverhalte auf einfache Weise zu verdeutlichen. Zudem spricht es diejenigen an, die sich für Mathematik interessieren, oder mathematische Probleme verschiedenster Art zu lösen haben und von grafischen 2D- und 3D-Echtzeitdarstellungen sowie Animationen beeindruckt sind.
 

Bilder zum Programm MathProf 5.0 - Analysis - Trigonometrie - Algebra - 3D-Mathematik - Vektoralgebra - Geometrie
 

Es eignet sich insbesondere dafür, um interaktive grafische Untersuchungen sowie numerische Berechnungen zu entsprechenden Fachthemen durchführen zu lassen. Mehr als 300 verschiedene Unterprogramme decken die mathematischen Themenbereiche Analysis, Geometrie, Trigonometrie, Algebra, Stochastik, 3D-Mathematik und Vektoralgebra großflächig ab.


Bilder zum Programm MathProf 5.0 - Analysis - Trigonometrie - Algebra - 3D-Mathematik - Stochastik - Vektoralgebra - Numerisch - Grafisch - Plotten - Graph


Durch die Nutzbarkeit vieler implementierter grafischer Features bestehen vielseitige gestaltungstechnische Möglichkeiten, ausgegebene Grafiken in entsprechenden Unterprogrammen auf individuelle Anforderungen anzupassen. Durch die freie Veränderbarkeit von Parametern und Koordinatenwerten bei der Ausgabe grafischer Darstellungen, besteht in vielen Modulen zudem die Möglichkeit, Veränderungen an dargestellten Gebilden und Zusammenhängen manuell oder durch die Verwendung automatisch ablaufender Simulationsprozesse in Echtzeit zu steuern und zu analysieren.
 
Es verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 1600 Seiten.


Eine Übersicht aller in MathProf 5.0 zur Verfügung stehender Programmteile finden Sie im MathProf - Inhaltsverzeichnis, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.
 
Zum Inhaltsverzeichnis von MathProf 5.0
 
Kurzinfos zu Inhalten einiger in MathProf 5.0 eingebundnener Unterprogramme erhalten Sie unter:
 

 Nachfolgend finden Sie ein Video zu einem in MathProf 5.0 unter dem Themenbereich 3D-Mathematik eingebundenen Unterprogramm, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
 Nachfolgend finden Sie ein Video zu einem in MathProf 5.0 unter dem Themenbereich Analysis eingebundenen Unterprogramm,, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
Nachfolgend finden Sie ein Video zu einem in MathProf 5.0 unter dem Themenbereich Vektoralgebra eingebundenen Unterprogramm, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
Weitere Videos zu einigen in MathProf implementierten Modulen finden Sie, indem Sie den Reiter MathProf-Videos wählen, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.
 
 
 
 
III - SimPlot 1.0

Visualisierung und Simulation interaktiv
 

SimPlot 1.0 ist eine Anwendung, welche es unter anderem durch interaktiv erstellbare Präsentationen ermöglicht, sich Sachverhalte aus vielen technischen, wissenschaftlichen und anderen Bereichen grafisch darstellen und diese multifunktional sowohl statisch, wie auch in Form bewegter Grafiken ausgeben zu lassen. Das Programm erlaubt die Erstellung von Gebilden mit zweidimensionalen grafischen Objekten, welche als geometrische Figuren und Bilder zur Verfügung stehen.
 
Es bietet zudem die Möglichkeit, Zusammenhänge im Bereich der Planimetrie auf einfache Weise interaktiv zu analysieren. Unter anderem wird es ermöglicht, mit erzeugten Gebilden geometrische Transformationen durchzuführen und diesen automatisch ablaufende Bewegungs- und Verformungsprozesse zuzuweisen.

 
Bilder zum Programm SimPlot 1.0 - Zweidimensionale Grafiken, Simulationen und Animationen für unterschiedlichste Anwendungsbereiche

 
SimPlot kann sowohl zur Erstellung von Infografiken, zur dynamischen Datenvisualisierung, zur Auswertung technisch-wissenschaftlicher Zusammenhänge sowie zur Erzeugung bewegter Bilder für verschiedenste Anwendungsbereiche eingesetzt werden. Neben der Bereitstellung vieler mathematischer Hilfsmittel und zusätzlicher Unterprogramme erlaubt es auch die Einblendung von Hilfslinien zur Echtzeit, welche dienlich sind, um sich relevante Sachverhalte und Zusammenhänge unmittelbar begreiflich zu machen.

Dieses Programm verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 900 Seiten.
 
Eine Inhaltsübersicht dessen finden Sie unter SimPlot - Inhaltsverzeichnis, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.

Zum Inhaltsverzeichnis von SimPlot 1.0
 
Beispiele einiger mit Simplot 1.0 erzeugter Grafiken finden Sie unter Beispiele, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.

Zu Beispielen von SimPlot 1.0

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Weitere Videos zu einigen mit SimPlot erzeugten Animationen finden Sie unter SimPlot-Videos, oder durch einen Klick auf die nachfolgend dargestellte Schaltfläche.
 
Zu den Videos zu SimPlot 1.0