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Elektronik-Fibel

Die Elektronik-Fibel, das Elektronik-Buch

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Kapazitiver Blindwiderstand

Grundsätzlich sind zwei oder mehr leitende Oberflächen, die voneinander isoliert sind, als Kapazität bzw. Kondensator anzusehen. Darunter fallen alle Kabel, Leiterbahnen und Stecker. Zwei parallelverlaufende Kabel oder Leiterbahnen verursachen einen kapazitiven Blindwiderstand. Vor allem in der Hochfrequenztechnik können die dadurch entstehenden Kapazitäten die Funktion einer Schaltung beeinflussen. Allerdings wird in der Hochfrequenztechnik mit viel komplexeren Modellen und Formeln gearbeitet als es im Folgenden beschrieben ist.

Kondensator an Wechselspannung

Ein kapazitiver Blindwiderstand ist ein Kondensator an Wechselspannung. Im Gleichstromkreis wirkt der Kondensator wie ein unendlich großer Widerstand. Vergleichbar mit einer Unterbrechung des Stromkreises, mit Ausnahme des kurzen Ladestroms. Im Wechselstromkreis lässt der Kondensator den Strom durch. Auch hier wirkt er wie ein Widerstand. Durch die ständig wechselnde Stromrichtung, wird der Kondensator ständig geladen und entladen. Er wird praktisch ständig von einem Strom durchflossen, wobei kein echter Durchfluss statt findet. Der Kondensator nimmt bei der Ladung Energie auf, speichert sie und gibt sie bei der Entladung wieder ab. Die Energie wird ohne Wirkung hin und her geschoben. Deshalb wird sie auch Blindenergie genannt und der Widerstand Blindwiderstand. In diesem Fall handelt es sich um den kapazitiven Blindwiderstand.

Schaltung und Diagramm mit Strom und Spannung

Strom und Spannung sind zueinander phasenverschoben. Die Spannung eilt dem Strom um 90° nach. Man spricht auch davon, dass der Strom der Spannung um 90° vorauseilt. Die Kurvenform wird durch den Kondensator nicht verändert. Der Grund ist das Lade- und Entladeverhalten des Kondensators. Immer dann, wenn sich die Spannung ändert, fließt ein Strom. Bei der Wechselspannung ändert sich die Spannung ständig. Der Strom hat immer dann seinen Scheitelwert bzw. den höchsten Punkt erreicht, wenn sich die Wechselspannung am stärksten ändert. Das ist im Nulldurchgang. Dort ist die Sinuswelle der Spannung am steilsten.
Der Stromfluss ist dann zuende, wenn die angelegte Spannung ihren höchsten Punkt, als den Scheitelwert erreicht hat. Dort ist die Sinuswelle der Spannung am flachsten.
Formel
Der kapazitive Blindwiderstand lässt sich mit Hilfe des ohmschen Gesetzes und den Effektivwerten von Spannung und Strom berechnen.

Frequenzabhängigkeit

FormelFormel
Der kapazitive Blindwiderstand wird von seiner Kapazität und der Frequenz der anliegenden Wechselspannung beeinflusst. Der kapazitive Blindwiderstand des Kondensators ist umso größer, je kleiner die Kapazität des Kondensators und je kleiner die Frequenz der anliegenden Spannung ist. Je kleiner die Kapazität ist, desto schneller ist der Kondensator aufgeladen. Der Strom ist kleiner und somit der Widerstand größer. Das kleine j ist der Imaginäranteil.
Diagramm
Das Diagramm zeigt den Verlauf des kapazitiven Blindwiderstands XC in Abhängigkeit der Frequenz. Mit steigender Frequenz sinkt der Widerstandswert.

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