RLC-Impedanz-Rechner

Die elektrische Impedanz beschreibt, wie stark eine Wechselstromschaltung den Stromfluss hemmt. Anders als der reine Widerstand umfasst sie die Energiespeicherung in Spulen und Kondensatoren, sodass Betrag und Phase von der Frequenz abhängen. In einer RLC-Reihenschaltung werden Widerstand, induktiver und kapazitiver Blindwiderstand zu einer komplexen Größe kombiniert. Dieser Rechner gibt den Betrag in Ohm und den Phasenwinkel in Grad aus und schätzt anschließend mit dem Ohmschen Gesetz den Effektivstrom. Der induktive Blindwiderstand ist XL = 2πfL. Er steigt proportional zur Frequenz, weil ein schnell veränderlicher Strom eine größere Gegenspannung in der Spule erzeugt. Der kapazitive Blindwiderstand ist XC = 1 / (2πfC). Er sinkt bei steigender Frequenz, da ein Kondensator schnelle Änderungen leichter passieren lässt. Der resultierende Blindwiderstand in Reihe ist XL minus XC. Der Impedanzbetrag ist die Quadratwurzel aus R zum Quadrat plus dem resultierenden Blindwiderstand zum Quadrat. Der Phasenwinkel ist der Arkustangens aus resultierendem Blindwiderstand geteilt durch Widerstand. Ein positives Ergebnis beschreibt eine induktive Schaltung, in der der Strom der Spannung nacheilt. Ein negatives Ergebnis beschreibt eine kapazitive Schaltung, in der der Strom voreilt. Sind XL und XC gleich, heben sich ihre Wirkungen auf, der Winkel ist null und die ideale Serienimpedanz entspricht dem Widerstand. Dieser Zustand heißt Resonanz und erzeugt bei fester Quellenspannung üblicherweise den größten Strom. Die Effektivspannung wird verwendet, weil sie die wärmeäquivalente Größe einer Wechselspannungswellenform angibt. Im idealen sinusförmigen eingeschwungenen Zustand ergibt Effektivspannung geteilt durch Impedanzbetrag den Effektivstrom. Die Rechnung modelliert keine Schalttransienten, nichtlinearen Kerne, dielektrischen Verluste, Wicklungswiderstände oder frequenzabhängigen Quellenimpedanzen. Diese Effekte sind in realen Schaltungen wichtig und sollten bei Bauteilauswahl und Entwurfsprüfung berücksichtigt werden. Die Eingaben verwenden übliche technische Einheiten: Widerstand in Ohm, Induktivität in Millihenry, Kapazität in Mikrofarad, Frequenz in Hertz und Spannung in Volt RMS. Vor der Berechnung werden die Werte in Henry und Farad umgerechnet. Nutzen Sie das Ergebnis zur Kontrolle von Aufgaben, Stromabschätzung, zum Vergleich von Bauteilkombinationen oder zur Wahl einer Testfrequenz. Bei netzbetriebenen oder energiereichen Schaltungen ist das Ergebnis eine analytische Schätzung. Beachten Sie passende elektrische Sicherheitsregeln, Bauteilgrenzwerte und Messverfahren.