Wirkwiderstand
Ein Wirkwiderstand ist ein ohmscher Widerstand an Wechselspannung. Er wirkt auf die elektrische Energie und wandelt sie in Wärme, Licht oder mechanische Energie um.
Dabei hat der Wirkwiderstand im Wechselstromkreis die gleiche Wirkung wie im Gleichstromkreis.
Ohmscher Widerstand an Wechselspannung
Die Phasenverschiebung φ zwischen Spannung und Strom beträgt 0°. Das heißt, Spannung und Strom verlaufen zur gleichen Zeit durch die Nulllinie (Nulldurchgang).
Für den Wirkwiderstand im Wechselstromkreis gilt dann das ohmsche Gesetz.
Der Wirkwiderstand lässt sich mit Hilfe des ohmschen Gesetzes und den Effektivwerten von Spannung und Strom berechnen.
Frequenzabhängigkeit
Per Definition ist der "ohmsche Widerstand" nicht frequenzabhängig Bei einem realen Festwiderstand (Bauteil) ist das anders. Er entspricht einer Impedanz. Er hat Material- und Bauart-bedingt kapazitive und induktive Bestandteile. Man muss sich das wie eine Schaltung aus Widerstand, Kondensator und Induktivität vorstellen. Die frequenzabhängigen Bestandteile kommen aber erst bei Wechselspannung zum Tragen.
Der Wirkwiderstand begrenzt den Strom immer gleich, auf jeden Fall bis weit in den Megahertz-Bereich. Aber im Gigahertz-Bereich wirkt er anders.
Um die Frequenzabhängigkeit zu reduzieren gibt es spezielle Bauformen von Festwiderständen bei denen die frequenzabhängigen Bestandteile möglichst klein gehalten werden. Die Datenblätter der Festwiderstände verzeichnen diese Abhängigkeiten, damit der Entwickler das für seine Anwendung berücksichtigen kann.
Bei Frequenzen zwischen 0 und 1000 Hz haben Wirkwiderstände einen gleichbleibenden Wert. Über 1000 Hz steigt der Widerstandswert an. Die parasitären Effekte und der sogenannte Skin-Effekt kommen zum Tragen. Durch die Wirbelströme im Innern des Widerstands kommt es zu einer Stromveränderung des Wechselstroms am Rand des Widerstands. Durch die Querschnittsabnahme steigt der Widerstand an. Das heißt, der Widerstand steigt durch die Stromabnahme am Rand des Widerstands.
Hinweis: Die Frequenzabhängigkeit des Wirkwiderstands eines Festwiderstands zu bestimmen, ist nicht so einfach. Man braucht hochwertiges Equipment.
Weitere verwandte Themen:
- Wechselstrom und Wechselspannung
- Skin-Effekt
- Kapazitiver Blindwiderstand
- Induktiver Blindwiderstand
- Scheinwiderstand
- Ohmsches Gesetz
Frag Elektronik-Kompendium.de
Elektronik-Fibel
Elektronik einfach und leicht verständlich
Die Elektronik-Fibel ist ein Buch über die Grundlagen der Elektronik, Bauelemente, Schaltungstechnik und Digitaltechnik.
Elektronik-Set Starter Edition
Elektronik erleben mit dem Elektronik-Set Starter Edition
Perfekt für Einsteiger und Wiedereinsteiger
- Elektronik-Einstieg ohne Vorkenntnisse
- Schnelles Verständnis für Bauteile und Schaltsymbole
- Ohne Lötkolben experimentieren: Bauteile einfach stecken
Keine Lust alleine zu experimentieren?
Dann buche einen Online-Workshop Elektronik Starter zum Elektronik-Set dazu. Unsere Online-Workshops sind praxisorientiert und bietet eine grundlegende und fundierte Einarbeitung in die Elektronik.
Elektronik-Fibel
Elektronik einfach und leicht verständlich
Die Elektronik-Fibel ist ein Buch über die Grundlagen der Elektronik, Bauelemente, Schaltungstechnik und Digitaltechnik.