| erstellt 18.01.2011 |
| Impedanz |
| Fast jeder hat es schon
einmal den Begriff Impedanz oder auch Wellenwiderstand gehört. Und viele wissen nicht genau was ist das denn überhaupt ? |
| Impedanz ist ein Begriff
aus der Elektrotechnik und beschreibt den Widerstand eines
Bauteil bei einer bestimmten Frequenz. Bei normale Widerstände rein Ohmscher Natur spricht man nicht von Impedanz sondern einfach nur vom Widerstand. Weil diese Bauteile immer den gleichen Widerstand aufweisen unabhängig ob man gleich oder Wechselspannung anlegt. Bei bestimmte Bauteile ist dies aber nicht der Fall, bei Spulen und Kondensatoren ändert sich der Widerstand in folge der angelegten Frequenz. Bei einen Kondensator wird der Widerstand mit steigender Frequenz immer kleiner , im Gegensatz dazu vergrößert sich der Widerstand der Spule mit steigender Frequenz. Weil diese Abhängigkeit der Frequenz besteht spricht man nicht von einen Widerstand , sondern von einer Impedanz. Das kann man leicht überprüfen wenn man sich die Daten auf einer Lautsprecherbox einmal ansieht, dort ist immer die Impedanz angegeben weil es sich bei Lautsprecher immer um Spulen handelt. Wenn also auf dem Lautsprecher die Angabe 8 Ohm Impedanz angegen ist, kann man mit einen Multimeter den Lautsprecher mal durchmessen, und kommt niemals auf 8 Ohm. Nach einer Norm für Lautsprecher werden diese Ohm angegeben für eine Frequenz von 1000 Herz. Das was mein Multimeter aber anzeigt ist der Wert für Null Herz , also Gleichspannung . Wie oben beschrieben wird der Widerstand einer Spule mit steigender Frequenz größer , also müsste hier der Wiederstand auf jeden Fall kleiner als 8 Ohm sein. In der Gleichstromtechnik ist es relativ einfach einen Widerstand zu bestimmen. Angenommen es existiert eine Gleichspannung von 10 Volt und ich schließe einen Widerstand und eine Spule daran an. Es stellen sich dann folgende Spannung Verhältnisse ein (Abb.1). Die Spule hat einen sehr kleinen Drahtwiderstand von einigen Milliohm im Verhältnis zum Widerstand von 1 KOhm, somit fällt fast die gesamte Betriebsspannung an den Widerstand ab. |
| Abb.1 |
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| Das aber ändert sich
wenn ich eine Wechselspannung anstatt einer Gleichspannung
anlege. Bei einer Wechselspannung von beispielsweise 50 Herz (Abb.2) stellt sich in der Spule ein sogenannter Blindwiderstand ein der abhängig von der Frequenz der Wechselspannung und der Induktivität der Spule ist. So erhöht sich nur der Widerstand der Spule, von seinen ursprünglich sehr geringen Drahtwiderstand von ca. einigen Milliohm um ca. 31 Qhm zusätzlich zum Drahtwiderstand bei einer Wechselspannung von 50 Herz. Damit sieht das Verhältnis der Widerstände anders aus, und damit auch die Spannungsverhältnisse. Da der Drahtwiderstand der Spule sehr gering ausfällt und hier nicht ins Gewicht fällt , vernachlässige ich den einfach und erhalte folgende Spannungsverhältnisse . |
| Abb.2 |
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| Ändern wir die Frequenz
der Wechselspannung von nun 50 Hz beispielsweise auf 500
Herz so bekommen wir die Verhältnissen wie in Abb. 3 Man kann unschwer erkennen das sich der scheinbare Widerstand der Spule mit zunehmender Frequenz vergrößert. Immer dann wenn ein Bauteil seinen Widerstand mit der Frequenz ändert redet man nicht mehr von Widerstand sondern das ist dann die Impedanz. Die Änderung des Widerstand ist also kein realer Widerstand sondern ergibt sich durch die Phasenverschiebung von Spannung und Strom. Denn immer wenn Spannung und Strom nicht die gleiche Phasenlage habe, verändert sich dieser Widerstand der ja berechnet wird durch R= U/I |
| Abb.3 |
| Die Impedanz bei einer
Spule lässt sich auch nach folgender Formel berechnen: Rx= 2 mal Pie mal Frequenz mal Induktivität RX= 2 mal 3,14 mal Frequenz mal Induktivität RX= 6,28 * 500 Hz * 0,100 Henry = 314 Ohm Impedanz |
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| Impedanz ist also der Wechselstrom
Widerstand der sich mit der Frequenz ändert, dieser
entsteht natürlich nicht nur in einer Spule sondern auch bei Verwendung einer Kapazität. So gibt es sogenannte 50 Ohm Kabel die meist auch eine solche Beschriftung tragen. Diese abgeschirmte Kabel haben eine Induktivität innerhalb der Leitung und eine Kapazität zwischen Innenleiter und Außenleiter. Sie werden häufig als 50 Ohm Kabel bezeichnet weil sie pro Meter einen Impedanz von 50 Ohm aufweisen. |
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Aktualisiert
14.08.2025
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