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Restwelligkeit Wenn eine Gleichspannung aus sinusförmiger Wechselspannung durch Gleichrichtung entstehen soll so entsteh

Restwelligkeit

Wenn eine Gleichspannung aus sinusförmiger Wechselspannung durch Gleichrichtung entstehen soll, so entsteht immer eine Mischspannung aus Gleich- und überlagerter Wechselspannung. Einfache Schaltungen zur Verminderung des Wechselanteils verwenden einen Glättungskondensator oder eine Glättungsdrossel, oft beides zusammen. Die Tatsache, dass trotz Glättung noch ein (dann meistens unerwünschter) Wechselspannungsanteil bestehen bleibt, wird mit Restwelligkeit bezeichnet. Auch geregelte Netzteile und Schaltnetzteile haben eine, wenn auch wesentlich geringere, Restwelligkeit.

Definitionen Bearbeiten

Durch Glättung entstehender welliger Spannungsverlauf (in rot) einer gleichgerichteten Wechselspannung (grau strichliert)

Die nachfolgenden Definitionen gelten in gleicher Weise für elektrische Spannung und Stromstärke. Zur Vereinfachung beschränkt sich dieser Text auf die Spannung.

Eine Mischgröße setzt sich zusammen aus einem Gleichanteil und einem Wechselanteil

Zur quantitativen Beschreibung des Wechselanteils gibt die hierzu maßgebliche Norm DIN 40110-1 („Wechselstromgrößen“; März 1994) drei Größenverhältnisse an:

  • Schwingungsgehalt als Verhältnis Effektivwert des Wechselanteils zu Effektivwert der gesamten Mischgröße 
  • Welligkeit als Verhältnis Effektivwert des Wechselanteils zu Betrag des Gleichwertes
  • Schwankungswelligkeit (Riffelfaktor) als Verhältnis Schwingungsbreite oder Spitze-Tal-Wert (früher Spitze-Spitze-Wert ) zu Betrag des Gleichwertes

Der Schwingungsgehalt kann Werte von 0 (bei Gleichspannung) bis 1 (Wechselspannung) bzw. 0 … 100 % annehmen.
Die Welligkeit und die Schwankungswelligkeit liegen im Bereich 0 (Gleichspannung) … ∞ (Wechselspannung).
Gelegentlich wird statt der Welligkeit auch ihr logarithmisches Maß angegeben.

Nicht in dieser Norm genannt wird die Restwelligkeit . Sie wird definiert als

Darin ist der Formfaktor das Verhältnis Effektivwert zu Gleichrichtwert

wobei im vorliegenden Zusammenhang (Spannung ohne Vorzeichenwechsel) Gleichrichtwert dasselbe ist wie Betrag des Gleichwertes. Mit stimmt nach elementarer Umrechnung die Definition der Restwelligkeit mit der oben gegebenen Definition der Welligkeit überein.

Als Kenngröße für die Restwelligkeit wird teilweise nur der Wechselanteil angegeben als Effektivwert oder Spitze-Tal-Wert . Solche Angaben erfolgen in Millivolt oder Volt.

Literatur Bearbeiten

  • Andreas Friesecke: Die Audio-Enzyklopädie. Ein Nachschlagewerk für Tontechniker, 2. Auflage, Walter De Gruyter GmbH, Berlin 2014, ISBN 978-3-11-034013-6.
  • Theodor Wasserrab: Schaltungslehre der Stromrichtertechnik. Springer Verlag Berlin/Göttingen/Heidelberg, Berlin 1962.

Siehe auch Bearbeiten

Weblinks Bearbeiten

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Wenn eine Gleichspannung aus sinusformiger Wechselspannung durch Gleichrichtung entstehen soll so entsteht immer eine Mischspannung aus Gleich und uberlagerter Wechselspannung Einfache Schaltungen zur Verminderung des Wechselanteils verwenden einen Glattungskondensator oder eine Glattungsdrossel oft beides zusammen Die Tatsache dass trotz Glattung noch ein dann meistens unerwunschter Wechselspannungsanteil bestehen bleibt wird mit Restwelligkeit bezeichnet Auch geregelte Netzteile und Schaltnetzteile haben eine wenn auch wesentlich geringere Restwelligkeit Inhaltsverzeichnis 1 Definitionen 2 Literatur 3 Siehe auch 4 WeblinksDefinitionen Bearbeiten nbsp Durch Glattung entstehender welliger Spannungsverlauf in rot einer gleichgerichteten Wechselspannung grau strichliert Die nachfolgenden Definitionen gelten in gleicher Weise fur elektrische Spannung und Stromstarke Zur Vereinfachung beschrankt sich dieser Text auf die Spannung Eine Mischgrosse u displaystyle u nbsp setzt sich zusammen aus einem Gleichanteil und einem Wechselanteil u U u displaystyle u U u sim nbsp Zur quantitativen Beschreibung des Wechselanteils gibt die hierzu massgebliche Norm DIN 40110 1 Wechselstromgrossen Marz 1994 drei Grossenverhaltnisse an Schwingungsgehalt als Verhaltnis Effektivwert des Wechselanteils U displaystyle U sim nbsp zu Effektivwert der gesamten Mischgrosse U displaystyle U nbsp s u U U displaystyle s u frac U sim U nbsp dd Welligkeit als Verhaltnis Effektivwert des Wechselanteils zu Betrag des Gleichwertes U displaystyle U nbsp r u U U displaystyle r u frac U sim U nbsp dd Schwankungswelligkeit Riffelfaktor als Verhaltnis Schwingungsbreite oder Spitze Tal Wert u displaystyle underset lor overset land u nbsp fruher Spitze Spitze Wert U S S displaystyle U SS nbsp zu Betrag des Gleichwertesq u u U displaystyle q u frac underset lor overset land u U nbsp dd Der Schwingungsgehalt kann Werte von 0 bei Gleichspannung bis 1 Wechselspannung bzw 0 100 annehmen Die Welligkeit und die Schwankungswelligkeit liegen im Bereich 0 Gleichspannung Wechselspannung Gelegentlich wird statt der Welligkeit r u displaystyle r u nbsp auch ihr logarithmisches Mass lg r u 20 dB displaystyle lg r u cdot 20 text dB nbsp angegeben Nicht in dieser Norm genannt wird die Restwelligkeit w displaystyle omega nbsp Sie wird definiert als w F 2 1 displaystyle omega sqrt F 2 1 nbsp Darin ist der Formfaktor F displaystyle F nbsp das Verhaltnis Effektivwert zu Gleichrichtwert F U u displaystyle F frac U overline u nbsp wobei im vorliegenden Zusammenhang Spannung ohne Vorzeichenwechsel Gleichrichtwert dasselbe ist wie Betrag des Gleichwertes Mit U 2 U 2 U 2 displaystyle U 2 U 2 U sim 2 nbsp stimmt nach elementarer Umrechnung die Definition der Restwelligkeit mit der oben gegebenen Definition der Welligkeit uberein Als Kenngrosse fur die Restwelligkeit wird teilweise nur der Wechselanteil angegeben als Effektivwert U displaystyle U sim nbsp oder Spitze Tal Wert U S S displaystyle U SS nbsp Solche Angaben erfolgen in Millivolt oder Volt Literatur BearbeitenAndreas Friesecke Die Audio Enzyklopadie Ein Nachschlagewerk fur Tontechniker 2 Auflage Walter De Gruyter GmbH Berlin 2014 ISBN 978 3 11 034013 6 Theodor Wasserrab Schaltungslehre der Stromrichtertechnik Springer Verlag Berlin Gottingen Heidelberg Berlin 1962 Siehe auch BearbeitenStromflusswinkel Rippelstrom KlirrfaktorWeblinks BearbeitenSpannung glatten abgerufen am 21 Januar 2016 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Restwelligkeit amp oldid 227551863