30 Tage kostenlos testen:
Mehr Spaß am Lernen.

Überzeugen Sie sich von der Qualität unserer Inhalte.

Wechselspannung 07:39 min

Textversion des Videos

Transkript Wechselspannung

Hallo. Wir wollen uns heute etwas genauer mit der Wechselspannung beschäftigen. Du solltest dazu über einige Gesetzmäßigkeiten der elektromagnetischen Induktion Bescheid wissen. Wir lernen heute wie mit einem Oszilloskop Wechselspannungen und Wechselströme sichtbar gemacht werden können. Wie die physikalische Größe der Frequenz für den Wechselstromkreis definiert ist. Und welche Bedeutung die Effektivwerte im Wechselstromkreis haben. Wir wiederholen hier Aufbau und Funktionsweise eines Wechselstromgenerators. Wir betrachten zunächst eine Leiterschleife in einem Magnetfeld. Die blauen Feldlinien verdeutlichen das Magnetfeld. Nun soll sich die Leiterschleife im Magnetfeld drehen. Dazu betrachten wir weitere Bilder. Zu Beginn steht die Leiterschleife senkrecht zu den Feldlinien. Die gesamte Fläche der Leiterschleife wird von den Feldlinien durchsetzt. Die Leiterschleife dreht sich nun im Uhrzeigersinn. Dabei nimmt die vom Magnetfeld durchsetzte Fläche ab. Die entstehende Induktionsspannung wird damit auch kleiner. Sie wird null, wenn die Leiterschleife parallel zu den Feldlinien positioniert ist. Wenn die Leiterschleife sich weiter dreht, wird die induzierte Spannung wieder größer, jedoch mit anderer Polarität. Trägt man die induzierte Spannung über die Zeit auf, so erhält man eine Spannung, die ständig ihre Polarität ändert. Eine Wechselspannung. Aus den Videos zur elektromagnetischen Induktion kennst du sicher das Messgerät, das die Induktionsspannung angezeigt hat. Hier siehst du das Messgerät, das eine Wechselspannung anzeigen soll. Als Erstes wird eine Wechselspannung angelegt, deren Polarität sich langsam ändert. Du siehst das hier im ersten Bild. Der Zeiger folgt der Polarität der Spannung. Im zweiten Schritt ändert sich die Polarität schneller. Der Zeiger kann auch dieser “Polaritätsänderung” gerade noch folgen. Im dritten Schritt ändert sich die Polarität sehr schnell. Das kannst du hier im dritten Bild sehen. Der Zeiger kann dieser Änderung nun nicht mehr folgen und bleibt auf null stehen, obwohl die Glühlampe leuchtet. Benutzen wir ein Oszilloskop, so können wir den Spannungsverlauf sichtbar machen. Wie kommt das Bild zustande? Wird ein Oszilloskop eingeschaltet, erscheint auf dem Bildschirm zunächst ein Leuchtpunkt. Durch Drehen an einem der Knöpfe an dem Oszilloskop entsteht aus dem Leuchtpunkt ein senkrechter Strich. Damit ist zu sehen, dass sich die Polarität der gemessenen Spannung laufend ändert. Nun drehen wir an einem weiteren Knopf und damit entsteht ein Bild der Wechselspannung. Dieses Bild wird auch von dem Leuchtpunkt erzeugt. Das Bild auf dem Monitor bricht rechts ab. Eine im Oszilloskop eingebaute Automatik sorgt dafür, dass der Leuchtpunkt nach links springt und das Bild von neuem schreibt. Dies geschieht so schnell, dass das Auge den Eindruck eines ständig vorhandenen Bildes hat. Dies sieht genauso aus wie beim Fernsehen. Wählen wir eine andere Wechselspannungsquelle, kann das Monitorbild auch anders aussehen. Es gibt dann eine andere Anzahl von Maxima und Minima der Wechselspannung. Die physikalische Größe, die die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde für zum Beispiel die Spannung oder die Stromstärke angibt, ist die Frequenz. Das Symbol ist f und die Einheit Hertz. Es gilt 1Hz=1/s. Beispiel: Unsere Netzspannung hat eine Frequenz von fünfzig Hertz. Wir wollen noch eine weitere Größe kennenlernen, die im Zusammenhang mit der Wechselspannung und dem Wechselstrom eine Rolle spielt. Wir hatten zu Beginn des Videos gesehen, dass die Wechselspannung genau gleich lang positiv wie negativ ist. Im Durchschnitt sollte sie null sein. Unser Zeigermessgerät zeigte das auch an. Die Elektronen aber bewegen sich bei einem Wechselstrom in der Lampe hin und her und erzeugen in der Glühlampe Licht und Wärme. Damit ist die Wirkung des Wechselstroms wie bei einem Gleichstrom. Messgeräte für Wechselspannungen und Ströme zeigen den Wert an, bei dem die Wirkungen, also zum Beispiel Licht und Wärme, wie bei Gleichspannung und Gleichstrom erreicht wird. Der entsprechende Wert heißt Effektivwert. Und dann gibt es noch, du siehst es hier an dem Maximum der Kurve, einen Maximalwert, der Scheitelwert genannt wird. Zwischen beiden Größen besteht die Beziehung Uscheitel=Wurzel 2 * Ueffektiv. Beziehungsweise Ischeitel=Wurzel 2 * Ieffektiv. Für unsere Netzspannung folgt zum Beispiel Ueffektiv=230V und durch Multiplikation mit Wurzel zwei ergibt sich Uscheitel=Wurzel 2 * 230V=1,414 * 230V und das ergibt ungefähr dreihundertfünfundzwanzig Volt. Wir fassen zusammen: Ein Oszilloskop kann Wechselspannungen und Wechselströme sichtbar machen. Die physikalische Größe, die die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde für zum Beispiel die Spannung oder die Stromstärke angibt, ist die Frequenz f mit der Einheit Hertz und es gilt ein 1Hz=1/s. Die Werte für Spannung und Stromstärke, die von Messgeräten angezeigt werden, deren Zeiger der Wechselspannung oder dem Wechselstrom nicht folgen können, heißen Effektivwerte. Es gilt Uscheitel=Wurzel 2 * Ueffektiv. Beziehungsweise Ischeitel=Wurzel 2 * Ieffektiv. Das war es wieder für heute. Ich hoffe dir hat es wieder etwas Spaß gemacht und du hast alles verstanden. Dann bis zum nächsten Mal.

1 Kommentar
  1. Default

    Gutes Video

    Von Amend Juergen, vor etwa einem Jahr