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Wechselspannung: Spitzenwert und Effektivwert

Begriffsblatt für die Amateurfunkprüfung – kurz, mit den Fragen, die dazu drankommen.

SpitzenwertNull bis MaximumAuch Amplitude genannt.
Spitze-Spitze-Wertdoppelter SpitzenwertVom tiefsten bis zum höchsten Punkt — das liest man am Oszilloskop ab.
Effektivwertgleiche Wärmewirkung wie GleichspannungDeshalb gilt mit ihm jede Leistungsformel.
FaktorWurzel aus 2, etwa 1,414Gilt nur bei sinusförmigem Verlauf.
Effektiv nach Spitzemalnehmen230 V · 1,414 = 325 V
Spitze nach Effektivteilen12 V / 1,414 = 8,5 V
230 V NetzSpitze 325 V, Spitze-Spitze 651 VDie 230 V sind der Effektivwert.
Probedie Spitze ist immer größerWer einen kleineren Spitzenwert herausbekommt, hat mal und geteilt vertauscht.
Vom Oszilloskop zur Leistunghalbieren, dann durch 1,414Erst Spitze-Spitze auf Spitze, dann auf Effektiv.
Periodendauerf = 1 / T50 µs ergeben 20 kHz.

Merken: Drei Werte: Spitze, Spitze-Spitze (das Doppelte) und Effektivwert. Zwischen Spitze und Effektiv liegt Wurzel 2 gleich 1,414, und die Spitze ist immer die größere Zahl. 230 V effektiv sind 325 V Spitze und 651 V Spitze-Spitze. Nur mit Effektivwerten darf gerechnet werden. Und Frequenz ist der Kehrwert der Periodendauer.

Der Zusammenhang

Eine Wechselspannung hat keinen einzigen Wert — sie ändert sich ständig. Also braucht man Verabredungen, welchen Wert man nennt, und es sind drei: der Spitzenwert (von der Null bis zum höchsten Punkt), der Spitze-Spitze-Wert (vom tiefsten bis zum höchsten Punkt, also das Doppelte davon) und der Effektivwert. Der Effektivwert ist der wichtigste, und er ist sinnvoll definiert: es ist der Wert, der an einem Widerstand dieselbe WÄRME erzeugt wie eine gleich große Gleichspannung. Genau deshalb darf man mit Effektivwerten in die Leistungsformeln gehen, und deshalb sind Netz- und Messgerätangaben immer Effektivwerte — 230 V im Haus ist ein Effektivwert. Zwischen Spitze und Effektivwert liegt bei einer SINUSFÖRMIGEN Größe ein fester Faktor, die Wurzel aus 2, also etwa 1,414. Vom Effektivwert zur Spitze wird MALgenommen, umgekehrt geteilt. Aus 230 V effektiv werden 230 mal 1,414 gleich 325 V Spitze, und der Spitze-Spitze-Wert ist das Doppelte: 651 V. Wer das im Kopf behalten will, merkt sich die Richtung an der Anschauung: die Spitze ist immer GRÖSSER als der Effektivwert, weil die Spannung nur kurz ganz oben ist. Und am Oszilloskop liest man Spitze-Spitze ab — will man von dort zur Leistung, sind es zwei Schritte: erst halbieren (auf die Spitze), dann durch 1,414 (auf den Effektivwert). Ein letzter Zusammenhang gehört dazu, weil er dieselbe Kurve von der Zeitseite betrachtet: Periodendauer und Frequenz sind Kehrwerte. 50 Mikrosekunden sind ein Zwanzigtausendstel einer Sekunde, also 20 kHz.

Herkunft: Fragenkatalog Klasse E. Die Wechselspannungsformeln stehen auf Blatt 12 der Formelsammlung und liegen in der Prüfung vor.

Diese Prüfungsfragen gehören dazu

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