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Wechselstrom Phasenverschiebung
 
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PhysikMann



Anmeldungsdatum: 23.03.2020
Beiträge: 5

Beitrag PhysikMann Verfasst am: 22. Jun 2020 12:06    Titel: Wechselstrom Phasenverschiebung Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Wenn an einen Kondensator ein Wechselstrom angeschlossen wird, gibt es eine Phasenverschiebung zwischen U und I. Hat jemand dafür eine ausführliche Begründung.

Meine Ideen:
Mein Ansatz wäre die Selbstinduktion
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1548

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 22. Jun 2020 12:13    Titel: Antworten mit Zitat

Die Induktion gibt es bei Spulen.

Ein nicht aufgeladener Kondensator wirkt wie ein Kurzschluss. Wenn man eine Spannung anlegt, wird ein hoher Strom erzeugt, der sich abbaut bis die Nennspannung erreicht ist. Bei Wechselstrom passiert das kontinuierlich und es wird umgeladen. Der Strom eilt der Spannung voraus.
Das stellt man mit Zeigerdiagrammen da.

https://elektroniktutor.de/elektrophysik/zeiger.html
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 22. Jun 2020 13:47    Titel: Antworten mit Zitat

PhysikMann hat Folgendes geschrieben:
Mein Ansatz wäre die Selbstinduktion


Das wäre bei einer Spule der Fall. Hier handelt es sich aber um einen Kondensator. Da gibt es keine Selbstinduktion. Es gibt aber eine ganz analoge Beziehung für die Kapazität, die sich aus dem grundsätzlichen Zusammenhang zwischen Ladung und Spannung einer Kapazität herleitet:



Zeitlich ableiten



Definitionsgemäß ist . Also



Bei einer sinusförmigen Spannung lässt sich also der Strom berechnen zu



Wenn man sich die Kosinusfunktion mal aufzeichnet, sieht man sofort, dass





Der Strom durch eine kapazität C an einer sinusförmigen Spannung ist also ebenfalls sinusförmig und gegenüber der Spannung um pi/2 bzw. 90° voreilend. Dabei ist der Scheitelwert offenbar . Demzufolge



Die Phasenverschiebung ist im Allgemeinen definiert als



Im vorliegenden Fall ist . Damit ist die Phasenverschiebung an einem Kondensator


bzw.
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