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Induktiver Blindwiderstand


Der sogenannte induktive Blindwiderstand tritt an einer Spule auf, die man an einer Wechselspannung betreibt.



Spule an Wechselspannung

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:


induktivblindw1.gif    induktivblindw2.gif

XL: Induktiver Blindwiderstand
F: Wechselstromfrequenz in Hertz
L: Induktivität der Spule in Henry
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.



Reihenschaltung von Wirkwiderstand und induktiven Blindwiderstand

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:


spulen.gif

Ersatzschaltbild einer Spule


Wegen des Wirkwiderstandes ist bei der realen Spule die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung immer kleiner als 90 Grad.


spuleersatz.gif

Reihenschaltung von Wirk- und induktiven Blindwiderstand


Spannungen:

induktivblinds1.gif    induktivblinds2.gif

Widerstände:

induktivblindw2.gif    induktivblindw3.gif    induktivblindw4.gif

induktivblindw5.gif    induktivblindw6.gif

U: Gesamtspannung
Uw: Wirkspannung
UbL: Induktive Blindspannung
I: Strom
φ: Phasenverschiebungswinkel
XL: Induktiver Blindwiderstand
R: Wirkwiderstand
Z: Scheinwiderstand



Parallelschaltung von Wirkwiderstand und induktiven Blindwiderstand

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.


parallelrl.gif

Parallelschaltung von Wirk- und induktiven Blindwiderstand


Bei der Parallelschaltung von Wirkwiderstand und induktiven Blindwiderstand eilt der Gesamtstrom der Spannung um den Phasenverschiebungswinkel φ nach.


induktivblinds3.gif

I: Gesamtstrom
Iw: Wirkstrom
IbL: Induktiver Blindstrom


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