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Wissenstest, Gleichstromkreis und Wechselstromkreis


Solche Größen wie elektrische Spannung, elektrische Stromstärke und elektrischer Widerstand sind schon aus dem Unterricht der Sekundarstufe 1 bekannt. Das gilt auch für die grundlegenden Gesetze der Reihen- und Parallelschaltung. Mit den gleichen Größen lasssen sich auch Vorgänge im Wechselstromkreis beschreiben, wobei dort neben ohmschen Widerständen auch induktive und kapazitive Widerstände eine Rolle spielen. Schwerpunkt des Tests sind grundlegende Begriffe und Gesetze, die auch für viele Anwendungen von Bedeutung sind.

 

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Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Wissenstest, Gleichstromkreis und Wechselstromkreis." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik-abitur/artikel/wissenstest-gleichstromkreis-und-wechselstromkreis (Abgerufen: 09. June 2025, 21:38 UTC)

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Reihenschaltung von Wechselstromwiderständen

Unter Wechselstromwiderständen versteht man ohmsche, induktive und kapazitive Widerstände. Für die Reihenschaltung solcher Widerstände gelten im Wechselstromkreis andere Gesetze als für Widerstände im Gleichstromkreis. Der Gesamtwiderstand Z, der auch als Scheinwiderstand bezeichnet wird, kann bei Reihenschaltung von Wechselstromwiderständen berechnet werden mit der Gleichung:

Z = R 2 + ( X L − X C ) 2 oder Z = R 2 + ( ω ⋅ L − 1 ω ⋅ C ) 2

Für die Spannungsverteilung gilt, dass die Summe der Teilspannungen größer ist als die Spannung der anliegenden Spannungsquelle.

Elektrische Arbeit

Die elektrische Arbeit gibt an, wie viel elektrische Energie in andere Energieformen umgewandelt wird.

Formelzeichen:
Einheit:
W
1 W ⋅ s

Elektrische Arbeit muss man verrichten, um einen geladenen Körper in einem elektrischen Feld zu verschieben.

Wechselspannung und Wechselstrom

Während bei einer Gleichspannung immer die gleiche Polarität und damit bei einem Gleichstrom die gleiche Flussrichtung vorliegt, wird eine Spannung, deren Polarität sich periodisch ändert, als Wechselspannung bezeichnet. Entsprechend ändert sich die Flussrichtung des Wechselstromes periodisch. Spannung und Stromstärke müssen nicht unbedingt den zeitlichen Verlauf einer Sinusfunktion besitzen. Allerdings ist sinusförmige Wechselstrom technisch am weitesten verbreitet, da er bei der Stromgewinnung in Wechselstromgeneratoren entsteht. Er lässt sich auch mathematisch relativ einfach beschreiben.
Bei Wechselspannungen bzw. Wechselströmen gibt man in der Regel die Effektivwerte für Spannung und Stromstärke an. Sie unterscheiden sich von den mittleren Werten und von den Maximalwerten.

Energie des elektrischen Stromes

Die elektrische Energie ist die Fähigkeit des elektrischen Stromes, mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszusenden.

Formelzeichen:
Einheiten:
E el
ein Joule (1 J)
eine Wattsekunde (1 Ws)


Es ist eine Energieform neben solchen Energieformen, wie mechanische, chemische, thermische, magnetische oder Kernenergie.

Ohmsche, induktive und kapazitive Widerstände im Wechselstromkreis

Unter einem Wechselstromkreis versteht man einen Stromkreis, in dem sich die Polarität der elektrischen Quelle periodisch so ändert, dass sich auch die Flussrichtung periodisch ändert. Wir beschränken uns auf die Betrachtung von sinusförmigem Wechselstrom. Wie im Gleichstromkreis bilden auch im Wechselstromkreis ohmsche Widerstände ein Hindernis für den Strom, also einen elektrischen Widerstand. Darüber hinaus verhalten sich im Wechselstromkreis auch Kondensatoren und Spulen wie elektrische Widerstände. Den Widerstand eines Kondensators bezeichnet man als kapazitiven Widerstand, den einer Spule als induktiven Widerstand. Alle drei Arten von Widerständen im Wechselstromkreis werden als Wechselstromwiderstände bezeichnet. Sie weisen jeweils Besonderheiten auf, die in dem Beitrag ausführlich dargestellt sind.

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