Induktiver Blindwiderstand
Der sogenannte induktive Blindwiderstand tritt an einer Spule auf, die man an einer Wechselspannung betreibt.
Legt man eine Spule an eine Wechselspannung, so ändert sich fortlaufend der Strom und damit der magnetische Fluß in der Spule, wodurch auch fortlaufend eine Spannung induziert wird. Diese Selbstinduktionsspannung ist aufgrund der lenzschen Regel immer so gepolt, daß sie hemmend auf den Stroman- bzw. abstieg wirkt. Die Selbstinduktionsspannung begrenzt damit die Stromaufnahme einer Spule an Wechselspannung. Die Spule verhält sich so, als ob sie einen zusätzlichen Widerstand hätte. Diesen bezeichnet man als induktiven Blindwiderstand. Bei der idealen Spule eilt der Wechselstrom der Wechselspannung um 90 Grad nach - beide sind also phasenverschoben. Der induktive Blindwiderstand berechnet sich wie folgt:
XL: Induktiver Blindwiderstand
F: Wechselstromfrequenz in Hertz
L: Induktivität der Spule
UbL: Induktive Blindspannung an der Spule
I: Strom
Eine Spule hat in einem Wechselstromkreis einen induktiven Blindwiderstand.
Durch den induktiven Blindwiderstand ist die Stromaufnahme einer Spule im Wechselstromkreis geringer als bei Gleichstrom.
Erhöht man die Frequenz des Wechselstromes, so wird die magnetische Flussänderung in der Spule größer wodurch auch die Selbstinduktionsspannung und damit der induktive Blindwiderstand größer wird.
Der induktive Blindwiderstand wird umso größer, je höher die Frequenz und je höher die Induktivität der Spule ist.
Die Phasenverschiebung von 90 Grad zwischen Wechselstrom der Wechselspannung gilt nur für die ideale Spule, also für die reine Induktivität. Da Kupferleitungen immer einen wenn auch geringen Widerstand haben, hat jede Spule zusätzlich einen ohmschen Widerstand, auch Wirkwiderstand genannt. Das Ersatzschaltbild einer Spule besteht daher aus einem Widerstand und einer Induktivität, die in Reihe liegen:
Ersatzschaltbild einer Spule
Wegen des Wirkwiderstandes ist bei der realen Spule die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung immer kleiner als 90 Grad.
Reihenschaltung von Wirk- und induktiven Blindwiderstand
Spannungen:
Widerstände:
U: Gesamtspannung
Uw: Wirkspannung
UbL: Induktive Blindspannung
I: Strom
φ: Phasenverschiebungswinkel
XL: Induktiver Blindwiderstand
R: Wirkwiderstand
Z: Scheinwiderstand
Bei der Parallelschaltung von Wirkwiderstand und induktiven Blindwiderstand teilt sich der Gesamtstrom auf in den Wirkstrom, der durch den Wirkwiderstand fließt, und den induktiven Blindstrom, der durch die Spule fließt.
Parallelschaltung von Wirk- und induktiven Blindwiderstand
Bei der Parallelschaltung von Wirkwiderstand und induktiven Blindwiderstand eilt der Gesamtstrom der Spannung um den Phasenverschiebungswinkel φ nach.
I: Gesamtstrom
Iw: Wirkstrom
IbL: Induktiver Blindstrom
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