Momentanwert, Scheitelwert, Effektivwert, Gleichwert und Gleichrichtwert sind Begriffe, die bei der Berechnung und Dimensionierung der elektrischen Isolation in Wechselstromkreisen eine Rolle spielen. In diesem Artikel werden wir ihre Zusammenhänge und Bedeutungen genauer erklären.
Momentanwert, Scheitelwert und Effektivwert einer Wechselgröße
Der Momentanwert einer sinusförmigen Wechselgröße ändert sich kontinuierlich. Er nimmt im Laufe einer Periode den Wert Null, den positiven Scheitelwert, erneut den Wert Null, den negativen Scheitelwert und wieder den Wert Null an.
Strom und Spannung können als sich zeitlich ändernde Momentanwerte dargestellt werden. In komplexer Zeigerdarstellung werden Strom und Spannung als komplexe Zahlen ausgedrückt. Dabei steht der Scheitelwert als Maximalwert einer Wechselgröße während einer Halbperiode im Mittelpunkt. Er tritt einmal als positiver und einmal als negativer Scheitelwert auf. Um den Scheitelwert von der Effektivwert unterscheiden zu können, wird er mit einem kleinen “Dach” über dem Kleinbuchstaben gekennzeichnet.
Der Effektivwert einer Wechselgröße
Der Effektivwert ist der quadratische Mittelwert des zugrunde liegenden periodischen Signals. Er entspricht dem Wert, der an einem ohmschen Widerstand während einer Periode die gleiche Energie umsetzt wie die Wechselgröße selbst. Der Effektivwert wird auch als quadratischer zeitlicher Mittelwert bezeichnet.
Die Nennspannung und der Nennstrom
Die Nennspannung im Wechselstromnetz beträgt im Haushalt üblicherweise 230V. Diese Nennspannung ist der Effektivwert einer sinusförmigen Wechselgröße und um den Faktor sqrt(2) kleiner als die Amplitude der Wechselgröße. Im Drehstromnetz beträgt die Nennspannung zwischen zwei Außenleitern 400V.
Der Gesamteffektivwert von Wechselgrößen
Der Gesamteffektivwert von Wechselgrößen bei der Überlagerung von n sinusförmigen Schwingungen berechnet sich aus der Wurzel der Summe der quadrierten Effektivwerte der Grund- und Oberschwingungen.
Der Gleichwert und Gleichrichtwert von Wechselgrößen
Der Gleichwert einer Wechselgröße ist der arithmetische Mittelwert des zeitlichen Verlaufs der Wechselgröße. Er ist Null, wenn es sich um eine sinusförmige Wechselgröße handelt. Der Gleichrichtwert einer Wechselgröße ist der gleichgerichtete arithmetische Mittelwert einer periodischen Wechselgröße.
Das sind die grundlegenden Zusammenhänge zwischen Momentanwert, Scheitelwert, Effektivwert, Gleichwert und Gleichrichtwert einer Wechselgröße. Sie sind wichtig für die Berechnung und Dimensionierung von elektrischen Isolationen in Wechselstromkreisen.
