Einfache Wechselstromkreisberechnungen

Im Laufe der nächsten Kapitel werden Sie lernen, dass Messungen und Berechnungen von Wechselstromkreisen aufgrund der komplexen Natur des Wechselstroms in Stromkreisen mit Induktivität und Kapazität sehr kompliziert werden können.

Bei einfachen Schaltungen (Abbildung unten), die nur eine Wechselstromquelle und einen Widerstand beinhalten, gelten jedoch einfach und direkt die gleichen Gesetze und Regeln für Gleichstrom.

Wechselstromkreisberechnungen für Widerstandskreise sind die gleichen wie für Gleichstrom.

Reihenwiderstände addieren sich immer noch, Parallelwiderstände nehmen immer noch ab und die Gesetze von Kirchhoff und Ohm gelten immer noch. Wie wir später entdecken werden, gelten diese Regeln und Gesetze eigentlich immer Es stimmt, es ist nur so, dass wir die Größen von Spannung, Strom und Widerstand gegen Strom in fortgeschritteneren mathematischen Formen ausdrücken müssen.

Bei rein ohmschen Schaltungen hat diese Komplexität des Wechselstroms jedoch keine praktischen Konsequenzen, und daher können wir die Zahlen so behandeln, als hätten wir es mit einfachen Gleichstromgrößen zu tun.

Da all diese mathematischen Beziehungen immer noch gelten, können wir unsere bekannte "Tabellen"-Methode verwenden, um Schaltungswerte wie bei DC zu organisieren:

Eine wichtige Einschränkung muss hier gemacht werden:Alle Messungen von Wechselspannung und -strom müssen in den gleichen Begriffen ausgedrückt werden (Spitze, Spitze-Spitze, Durchschnitt oder RMS). Wenn die Quellenspannung in AC-Spitzenspannung angegeben wird, werden alle nachfolgend berechneten Ströme und Spannungen in Spitzeneinheiten ausgedrückt.

Wenn die Quellenspannung in AC-RMS-Volt angegeben wird, werden alle berechneten Ströme und Spannungen auch in AC-RMS-Einheiten gegossen. Dies gilt für jede Berechnung basierend auf den Ohmschen Gesetzen, Kirchhoffschen Gesetzen usw. Sofern nicht anders angegeben, werden alle Spannungs- und Stromwerte in Wechselstromkreisen im Allgemeinen als Effektivwerte und nicht als Spitzen-, Durchschnitts- oder Spitze-Spitze-Werte angenommen.

In einigen Bereichen der Elektronik wird von Spitzenmessungen ausgegangen, aber in den meisten Anwendungen (insbesondere der Industrieelektronik) wird RMS angenommen.

RÜCKBLICK:

• Alle alten Regeln und Gesetze des Gleichstroms (Kirchhoffsches Spannungs- und Stromgesetz, Ohmsches Gesetz) gelten immer noch für Wechselstrom. Bei komplexeren Schaltungen müssen wir die Wechselstromgrößen jedoch möglicherweise in komplexerer Form darstellen. Mehr dazu später, versprochen!
• Die "Tabellen"-Methode zum Organisieren von Stromkreiswerten ist immer noch ein gültiges Analysewerkzeug für Wechselstromkreise.

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

• Arbeitsblatt zum Üben von Gleichstromkreisen mit Lösungen