Bevor wir beginnen, die Auswirkungen von Widerständen, Induktivitäten und Kondensatoren zu untersuchen, die in denselben Wechselstromkreisen miteinander verbunden sind, lassen Sie uns kurz einige grundlegende Begriffe und Fakten überprüfen.

Widerstand

Dies ist im Wesentlichen Reibung gegen den Stromfluss. Es ist in gewissem Maße in allen Leitern vorhanden (außer Supraleitern!), insbesondere bei Widerständen. Wenn der Wechselstrom einen Widerstand durchläuft, wird ein Spannungsabfall erzeugt, der in Phase mit dem Strom ist. Der Widerstand wird mathematisch durch den Buchstaben „R“ symbolisiert und in der Einheit Ohm (Ω) gemessen.

Reaktanz

Dies ist im Wesentlichen Trägheit gegen den Stromfluss. Es ist überall dort vorhanden, wo elektrische oder magnetische Felder proportional zu einer angelegten Spannung bzw. einem angelegten Strom entwickelt werden; vor allem aber in Kondensatoren und Induktivitäten.

Wenn der Wechselstrom eine reine Reaktanz durchläuft, wird ein Spannungsabfall erzeugt, der 90 ° phasenverschoben mit dem Strom ist. Die Reaktanz wird mathematisch durch den Buchstaben „X“ symbolisiert und in der Einheit Ohm (Ω) gemessen.

Impedanz

Dies ist ein umfassender Ausdruck aller Formen der Opposition gegen den Stromfluss, einschließlich Widerstand und Reaktanz. Es ist in allen Schaltungen und in allen Komponenten vorhanden.

Wenn der Wechselstrom eine Impedanz durchläuft, wird ein Spannungsabfall erzeugt, der irgendwo zwischen 0 ° und 90 ° phasenverschoben mit dem Strom liegt. Die Impedanz wird mathematisch durch den Buchstaben „Z“ symbolisiert und in der Einheit Ohm (Ω) in komplexer Form gemessen.

Perfekte Widerstände besitzen einen Widerstand, aber keine Reaktanz. Perfekte Induktivitäten und perfekte Kondensatoren besitzen Reaktanz, aber keinen Widerstand. Alle Komponenten besitzen eine Impedanz, und aufgrund dieser universellen Qualität ist es sinnvoll, alle Komponentenwerte (Widerstand, Induktivität, Kapazität) als ersten Schritt bei der Analyse eines Wechselstromkreises in gemeinsame Impedanzbegriffe zu übersetzen.

Perfekter Widerstand, Induktivität und Kondensator.

Der Impedanzphasenwinkel für jede Komponente ist die Phasenverschiebung zwischen der Spannung über dieser Komponente und dem Strom durch diese Komponente.

Für einen perfekten Widerstand sind Spannungsabfall und Strom immer in Phase zueinander, so dass der Impedanzwinkel eines Widerstands 0 ° beträgt. Für eine perfekte Induktivität führt der Spannungsabfall immer zu einem Strom von 90 °, und daher soll der Impedanzphasenwinkel einer Induktivität +90 ° betragen.

Für einen perfekten Kondensator liegt der Spannungsabfall immer um 90 ° hinter dem Strom zurück, und daher wird der Impedanzphasenwinkel eines Kondensators als -90 ° bezeichnet.

Impedanzen in Wechselstrom verhalten sich analog zu Widerständen in Gleichstromkreisen: Sie addieren sich in Reihe und nehmen parallel ab. Eine überarbeitete Version des Ohmschen Gesetzes, die eher auf Impedanz als auf Widerstand basiert, sieht folgendermaßen aus: