Forum

Hallo!

Innerhalb eines Parallelschwingkreises tritt ja bekanntermaßen in der Nähe der Resonanzfrequenz eine Stromüberhöhung auf, wobei der Strom in der Zuleitung minimal wird (http://de.wikipedia.org/wiki/Strom%C3%BCberh%C3%B6hung).

Wird in dem Schwingkreis dann auch Energie durch Wärme umgesetzt oder bleiben die LC-Bauelemente kalt, weil es Bildströme sind?

Danke!

Hi,

» Wird in dem Schwingkreis dann auch Energie durch Wärme umgesetzt oder
» bleiben die LC-Bauelemente kalt, weil es Bildströme sind?
»
auch Blindströme sind normale Ströme, die, wenn sie einen ohmschen Widerstand durchfließen, an diesem einen Spannungsabfall erzeugen, der gegenüber dem Strom NICHT phasenverschoben ist. Wäre das nicht so, müsste man in Energieversorgungsnetzen auch keine Blindströme kompensieren (das macht man eben wegen der durch sie entstehenden Leistungsverluste in den Leitungen), oder Spulen in Ausgangsstufen von Rundfunksendern mit einigen zig Kilowatt Leistung nicht kühlen.

Blindstrom, Blindleistung usw. ergeben nur im Zusammenhang mit (idealen) Gebilden einen Sinn, durch die eine Phasenverschiebung hervorgerufen wird. Der ohmsche Widerstand z.B. einer Spulenwicklung macht das nicht.

Gruß
Bernhard

» Hallo!
»
» Innerhalb eines Parallelschwingkreises tritt ja bekanntermaßen in der Nähe
» der Resonanzfrequenz eine Stromüberhöhung auf, wobei der Strom in der
» Zuleitung minimal wird
» (http://de.wikipedia.org/wiki/Strom%C3%BCberh%C3%B6hung).
»
» Wird in dem Schwingkreis dann auch Energie durch Wärme umgesetzt oder
» bleiben die LC-Bauelemente kalt, weil es Bildströme sind?
»
» Danke!

Hallo Mike_2012,
eine große Stromüberhöhung tritt nur ein, wenn der Schwingkreis eine hohe Güte hat.
Eine hohe Schwingkreisgüte erreicht man aber nur, wenn man im Schwingkreis alle
Verlustwiderstände (ohmsche Widerstände R) möglichst gering hält.
Verlustwiderstand in der Spule (Induktivität) ist der ohmsche Widerstand des
Drahtes, aus dem die Spule hergestellt ist. Darum wird Kupferdraht oder Silberdraht
(meist nur versilberter Kupferdraht) mit entsprechendem Querschnitt verwendet.
Der Verlustwiderstand im Kondensator ist vom verwendeten Dielektrikum (Isoliermaterial)
abhängig. Isoliermaterialien mit geringem Verlustfaktor sind Keramik, Styrol, Luft oder Vakuum.
Verwendet man Materialien mit geringem Verlustfaktor, so erhält man Schwingkreise mit
hoher Güte (bis zu 200) und damit auch großen Stromüberhöhungen (bis zu 200 fach).
Da die Verlustwiderstände ( R ) aber sehr gering sind, werden sie auch durch die Stromüberhöhung
kaum messbar warm. Leistung = Strom zum Quadrat mal Widerstand. P = I*I*R
Würden sie warm, so haben sie einen hohen Widerstand. Hohe Widerstände (Verlustwiderstände)
verringern die Schwingkreisgüte und die Stromüberhöhung geht rapide zurück.
Gruß Kendiman

» » Wird in dem Schwingkreis dann auch Energie durch Wärme umgesetzt oder
» » bleiben die LC-Bauelemente kalt, weil es Bildströme sind?
» »
» auch Blindströme sind normale Ströme, die, wenn sie einen ohmschen
» Widerstand durchfließen, an diesem einen Spannungsabfall erzeugen, der
» gegenüber dem Strom NICHT phasenverschoben ist. Wäre das nicht so, müsste
» man in Energieversorgungsnetzen auch keine Blindströme kompensieren (das
» macht man eben wegen der durch sie entstehenden Leistungsverluste in den
» Leitungen), oder Spulen in Ausgangsstufen von Rundfunksendern mit einigen
» zig Kilowatt Leistung nicht kühlen.
»
» Blindstrom, Blindleistung usw. ergeben nur im Zusammenhang mit (idealen)
» Gebilden einen Sinn, durch die eine Phasenverschiebung hervorgerufen wird.
» Der ohmsche Widerstand z.B. einer Spulenwicklung macht das nicht.

Gute Aufklärung. Mir ist im Vorfeld einer Tagung beim Studium von Inhalten aufgefallen, dass um Blindströme und Nicht-Blindströme gestritten wurde, wobei es um die richtige "Behandlung" des Wirkungsgrades ging. Dieser Streit ging soweit, dass einer der Autoren gesagt hat, wenn einer der andern seinen Vortrag geben will, komme ich nicht. Das war natürlich unfair und die Leitung ging auf ein solches Ansinnen nicht ein. Er kam nicht, aber man wird noch mit ihm "diskutieren"...

Ich habe dann die Mail entsprechend an die Tagungsleitung beantwortet, naemlich in dem Sinne das geschrieben, was Du hier schreibst. Es kam dann diese Tagung, deren Inhalt ich hier (auch im Falle einer Mailanfrage) nicht erläutern werde, ausser dass es dort dann zum von mir vermuteten Blindstrom-Durcheinander kam. Die Leitung hat mich dann gebeten, eine Klarstellung rein zu bringen.

Man gab mir das Mikrofon. Ich begann damit, dass ich erklärte, dass es ein Blindstrom gar nicht gibt. Strom ist Strom. Dass es aber Blindleistung gibt etc. ... Mit diesem Start spitzten die Leute sogleich ihre Ohren...

Das gelang einigermassen. Trotzdem der Begriff Blindstrom ist derart in den Gehirnen gespeichert. Schwierig das rauszubekommen.

Es gibt auch andere unglückliche Begriffe wie Statische Elektrizität. Man weiss was damit gemeint ist (wenn nicht siehe Wiki), aber mit "statisch" im Sinne von ruhig hat es wirklich nichts zu tun. Nicht mal der Ladevorgang durch Reibung selbst...
http://synonyme.woxikon.de/synonyme/statisch.php

Was mich dabei immer wieder erstaunt, dass es hochgebildete Physiker gibt, die sich in dieser grundlegenden Materie der Elektrotechnik nicht auskennen...
Wer kennt das auch?

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» eine große Stromüberhöhung tritt nur ein, wenn der Schwingkreis eine hohe
» Güte hat.
» Eine hohe Schwingkreisgüte erreicht man aber nur, wenn man im Schwingkreis
» alle
» Verlustwiderstände (ohmsche Widerstände R) möglichst gering hält.
» Verlustwiderstand in der Spule (Induktivität) ist der ohmsche Widerstand
» des
» Drahtes, aus dem die Spule hergestellt ist. Darum wird Kupferdraht oder
» Silberdraht
» (meist nur versilberter Kupferdraht) mit entsprechendem Querschnitt
» verwendet.

Wobei, wenn von versilbertem Kupferdraht die Rede ist, stecken wir voll in der HF-Technik. Nur so trägt das Silber wesentlich zur Leitung bei, weil dann wegen dem Skineffekt der HF-Strom praktisch nur noch an der Oberfläche fliesst. Allerdings gilt das dann voll im VHF/UHF-Bereich.

Trotzdem ist der Skineffekt bereits im Audiofrequenzbereich nicht zu unterschätzen. Nich im Sinne von praktischen Auswirkungen, aber man kann ihn nachweisen.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Hi,

ähnlich wie auf der von Dir genannten Tagung könnte man sich ja nun auch hier im Forum um den BEGRIFF streiten, dass die Fetzen fliegen.

Wie so oft, ist es aber eigentlich gar nicht so wichtig, wie etwas heißt, sondern welche Art von Physik dahinter steckt. Und unter welchen Bedingungen ein Begriff einen physikalischen Sachverhalt richtig beschreibt, und wo er seinen Sinn verliert.
Das wird leider oft nicht bedacht, und es werden irgendwelche "Weisheiten" verinnerlicht, wie eben z.B. "Blindstrom erzeugt keine Leistung".
Damit möchte ich aber ausdrücklich nichts gegen den TE gesagt haben, denn er ist ja offensichtlich bemüht, genau derartige Zusammenhänge zu ergründen.

In diesem Sinne wünsche ich Dir einen schönen Tag
Bernhard

» Hi,
»
» ähnlich wie auf der von Dir genannten Tagung könnte man sich ja nun auch
» hier im Forum um den BEGRIFF streiten, dass die Fetzen fliegen.

Ja, und das dann darin gipfelt, wenn einer sagt, wenn ein anderer nicht sofort die Klappe hält, steige ich aus.

» Wie so oft, ist es aber eigentlich gar nicht so wichtig, wie etwas heißt,
» sondern welche Art von Physik dahinter steckt.

Auweja, da sprichst Du sogar ein besonders heikles Thema an, wenn es z.B. um hitzige Diskussionen von unterschiedlichen Feldtheorien geht. In der Mathematik bin da allerdings viel zu sehr eine "Flasche" um mithalten zu koennen.

» Und unter welchen
» Bedingungen ein Begriff einen physikalischen Sachverhalt richtig
» beschreibt, und wo er seinen Sinn verliert.
» Das wird leider oft nicht bedacht, und es werden irgendwelche "Weisheiten"
» verinnerlicht, wie eben z.B. "Blindstrom erzeugt keine Leistung".

Selbst Leute die der Religion bewusst entsagen, fallen immer wieder auf Dogmen rein. Es gibt auch wissenschaftliche, was allerdings dann selten ist, wenn man gewisse Rufer in der Wüste - ich denke jetzt an den Wissenschafts- und Erkenntnistheoretiker Popper - nicht ignoriert.

Wenn "Blindstrom erzeugt keine Leistung" ein echtes physikalisches Gesetz wäre, wäre ein Kondensator-Netzteil wie folgendes z.B. nicht realisierbar:
"Kondensatornetzteil
Kondensator statt Trafo: Kostengünstiges Netzteil"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/cpowsup.htm

» In diesem Sinne wünsche ich Dir einen schönen Tag
» Bernhard

Wünsch ich Dir ebenfalls.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

---
»
» Trotzdem ist der Skineffekt bereits im Audiofrequenzbereich nicht zu
» unterschätzen. Nich im Sinne von praktischen Auswirkungen, aber man kann
» ihn nachweisen.

---
Die Audiophilen könnten das vielleicht hören, und sich beschweren.

ähm, war da nicht vor ein paar Wochen, hier im ELKO,
so was in dieser Art? "... hörst das Kabel.!?"

---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

» eine große Stromüberhöhung tritt nur ein, wenn der Schwingkreis eine hohe
» Güte hat.
Hallo,
noch eine Ergänzung zur Schwingkreisgüte:
Die Güte ist das Verhältnis von Blindwiderstand zu Wirkwiderstand eines Bauteils.
Oft hat der Schwingkreiskondensator
eine wesentlich höhere Güte als die Spule, so dass
für die Schwingkreisgüte nur die Spule berücksichtigt
werden muss.
Dann ist die Güte Q = 2*pi*f*L/R
Die Güte steigt also mit der Frequenz an. Allerdings sind
in R alle Verluste zusammengefasst, also:
Drahtwiderstand, Skin-Effekt, Proximity-Effekt und
Kernverluste, falls die Spule einen Kern hat.
Meistens steigt R ab einer bestimmten Frequenz stark an,
so dass sich für die Güte ein Maximalwert ergibt.
Danach wird die Güte trotz steigender Frequenz wieder kleiner.
Grüße
Altgeselle

» ---
» »
» » Trotzdem ist der Skineffekt bereits im Audiofrequenzbereich nicht zu
» » unterschätzen. Nich im Sinne von praktischen Auswirkungen, aber man
» kann
» » ihn nachweisen.
»
» ---
» Die Audiophilen könnten das vielleicht hören, und sich beschweren.

Darum gibt es Lausprecherkabel die extrem feine Litze haben und auch noch recht dick ist, um diesen Effekt zu reduzieren. Und dazu kommt, dass sauerstofffreies Kupfer zum Einsatz kommt.

Ganz wichtig ist, dass das alles sauteuer ist, damit's zur Wirkung kommt. Man sollte deshalb ganz spezielle Kupfer-Isotpe einsetzen, um die Wirkung noch zu verbessern. Und wenn 1 Meter auch 10'000 Euro kostet, spielt alles keine Rolle...

» ähm, war da nicht vor ein paar Wochen, hier im ELKO,
» so was in dieser Art? "

Ja, darum mache ich auf meine Weise gleich weiter.

» ... hörst das Kabel.!?"

Ich kann mit dem Geruchsinn die Qualität der durchströmenden Elektronen ausmachen.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» eine große Stromüberhöhung tritt nur ein, wenn der Schwingkreis eine hohe
» Güte hat.
» Eine hohe Schwingkreisgüte erreicht man aber nur, wenn man im Schwingkreis
» alle
» Verlustwiderstände (ohmsche Widerstände R) möglichst gering hält.
» Verlustwiderstand in der Spule (Induktivität) ist der ohmsche Widerstand
» des
» Drahtes, aus dem die Spule hergestellt ist. Darum wird Kupferdraht oder
» Silberdraht
» (meist nur versilberter Kupferdraht) mit entsprechendem Querschnitt
» verwendet.

Hallo,

nicht nur, es gibt auch andere Möglichkeiten, z.B. HF-Litze.
Nur einen großen Querschnitt zu verwenden ist nicht unbedingt zielführend, da mit dem Querschnitt auch die Wirbelstromverluste ansteigen



Isoliermaterialien mit geringem Verlustfaktor sind Keramik,
» Styrol, Luft oder Vakuum.

Das Styrol solltest Du, um mechanische Probleme zu umgehen, durch Polystyrol ersetzen

Weitere gute Isolatoren sind Quarz und Glimmer



...so erhält man
» Schwingkreise mit
» hoher Güte (bis zu 200) und damit auch großen Stromüberhöhungen (bis zu
» 200 fach).

Die Wertangabe "bis zu 200" solltest Du streichen, sie ist für qualitative Betrachtungen unnötig, und außerdem falsch. Ist ein Schwingkreis mit einer Güte von 900 kein Schwingkreis mehr?

» Da die Verlustwiderstände ( R ) aber sehr gering sind, werden sie auch
» durch die Stromüberhöhung
» kaum messbar warm. Leistung = Strom zum Quadrat mal Widerstand. P = I*I*R
» Würden sie warm, so haben sie einen hohen Widerstand.

Nicht zwangsläufig. Du selbst hast die Formel geschrieben, aus der deutlich der quadratische Einfluß des Stromes hervorgeht. Ausschlaggebend ist also nicht nur der Widerstand, sondern der fließende Strom.
Auch die Spulen von Kreisen hoher Güte produzieren durchaus massiv Verlustleistung. Bis dahin, daß diese durch Wasserkühlung abgeführt werden muß. (Kurzwellensender mit Spulen aus Kupferrohr, durch die das Kühlwasser gepumpt wird).

Gruß Gerd

--
Ein Tröpfchen Öl von Zeit zu Zeit
trägt vieles bei zur Haltbarkeit!

I got 14 channels of shit in the TV.... Pink Floyd

Hallo,
bei der Diskussion über Blindströme sind folgende Festlegungen zu treffen.
1. Die Spannung ist sinusförmig
2. idealer ohmscher Widerstand
3. idealer induktiver Widerstand (Induktivität)
4. idealer kapazitiver Widerstand (Kapazität)
Fließt ein Strom durch einen ohmschen Widerstand, so sind Spannung und Strom gleichphasig.
Wegen der Gleichphasigkeit bezeichnet man diesen Strom als Wirkstrom.
Die Wirkung zeigt sich in der elektrischen Leistung.

Fließt ein Strom durch eine Induktivität, so ist der Strom um 90 Grad nacheilend
gegenüber der Spannung. (bei Induktivitäten tut sich der Strom verspäten).
Diesen, um 90 Grad nacheilenden Strom bezeichnet man als induktiven Blindstrom.
Der Leistungsfaktor cos fi ist 0 (induktiv). Nicht zu verwechseln mit dem Wirkungsgrad eta.
Die Leistung daraus bezeichnet man als induktive Blindleistung. (nicht nutzbar)

Fließt ein Strom durch eine Kapazität, so ist der Strom um 90 Grad voreilend
gegenüber der Spannung. (beim Kondensator eilt der Strom vor).
Diesen, um 90 Grad voreilenden Strom bezeichnet man als kapazitiven Blindstrom.
Der Leistungsfaktor cos fi ist 0 (kapazitiv). Nicht zu verwechseln mit dem Wirkungsgrad eta.
Die Leistung daraus bezeichnet man als kapazitive Blindleistung. (nicht nutzbar)

Schaltet man an die Spannungsquelle parallel einen Widerstand und eine Induktivität,
so fließt durch den Widerstand ein Wirkstrom und durch die Induktivität ein induktiver Blindstrom.
In der Zuleitung fließt der Gesamtstrom (Mischstrom) aus Wirk- und Blindstrom.
Dieser Strom hat eine Phasenverschiebung zwischen 0 Grad und 90 Grad nacheilend.
Der Phasenverschiebung ist von den Ohmwerten der verwendeten Verbraucher abhängig.
Aus der Gradzahl kann man den Leistungsfaktor cos fi errechnen.

Schaltet man an die Spannungsquelle parallel einen Widerstand und eine Kapazität,
so fließt durch den Widerstand ein Wirkstrom und durch die Kapazität ein kapazitiver Blindstrom.
In der Zuleitung fließt der Gesamtstrom (Mischstrom) aus Wirk- und Blindstrom.
Dieser Strom hat eine Phasenverschiebung zwischen 0 Grad und 90 Grad voreilend.
Der Phasenverschiebung ist von den Ohmwerten der verwendeten Verbraucher abhängig.
Aus der Gradzahl kann man den Leistungsfaktor cos fi errechnen.

Schaltet man an die Spannungsquelle parallel eine Induktivität und eine Kapazität,
so fleißt durch die Induktivität ein induktiver Blindstrom und durch die Kapazität ein
kapazitiver Blindstrom.
Sind beide Ströme gleich groß (Resonanz), so pendelt ein Strom zwischen der Induktivität
und der Kapazität. Der Mischstrom in der Zuleitung ist 0 A

Von Blindströmen und Blindleistungen zu sprechen ist gerechtfertigt.
Blindströme sind die Ströme, die 90 Grad Phasenverschiebung zur Spannung haben.

Auch ein Kondensatornetzteil kann damit erklärt werden.
Durch die Zuschaltung eines kapazitiven Vorwiderstandes (Kondensator als Vorwiderstand)
Ensteht ein Mischstrom aus Wirkstrom und kapazitivem Blindstrom.
Der Spannungsabfall am kapazitivem Vorwiderstand mit dem Mischstrom erzeugt keine
Wirkleistung. Damit kann man die Spannung herunterteilen ohne Wirkleistung zu "verbraten".
Gruß Kendiman

» Die Güte ist das Verhältnis von Blindwiderstand zu Wirkwiderstand eines
» Bauteils.
» Oft hat der Schwingkreiskondensator
» eine wesentlich höhere Güte als die Spule, so dass
» für die Schwingkreisgüte nur die Spule berücksichtigt
» werden muss.
» Dann ist die Güte Q = 2*pi*f*L/R
» Die Güte steigt also mit der Frequenz an. Allerdings sind
» in R alle Verluste zusammengefasst, also:
» Drahtwiderstand, Skin-Effekt, Proximity-Effekt und
» Kernverluste, falls die Spule einen Kern hat.
» Meistens steigt R ab einer bestimmten Frequenz stark an,
» so dass sich für die Güte ein Maximalwert ergibt.
» Danach wird die Güte trotz steigender Frequenz wieder kleiner.
» Grüße
» Altgeselle

Hallo,

genau so ist es!

Hab vor längerer Zeit mal umfangreiche Messungen dazu durchgeführt, und zum Vergleich die theoretischen Verläufe dargestellt, wenn nur der Kupferwiderstand wirksam wäre:



Gruß Gerd

--
Ein Tröpfchen Öl von Zeit zu Zeit
trägt vieles bei zur Haltbarkeit!

I got 14 channels of shit in the TV.... Pink Floyd

Wenn ein Blindwiderstand (auch den gibt es in reiner Form nicht) z.B. ein verlustarmer Kondensator an Wechselspannung gelegt wird, wird durch die Zuleitung ein Wirkstrom und ein Blindstrom fließen. Der Wirkstrom wird verursacht durch den Wirkwiderstand der Zuleitung, der Blindstrom durch den Blindwiderstand des Kondensators. Der Spannungsabfall in der Zuleitung lässt sich berechnen nach der Formel
Uv = I (R cos phi + X sin phi) = Iw R + Ib X

Diese Formel gilt auch wenn Verbraucher über längere Hochspannungsleitungen versorgt werden.

Für häusliche Installationen gilt die aus der Berufsschule bekannte Formel
Uv = I R cos phi

cos phi ist hier der Leistungsfaktor des Verbrauchers. Die Phasenverschiebung der Zuleitung kann in guter Näherung vernachlässigt werden.