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Impedanzberechnung

Der Impedanz ist der gesamte Widerstand eines Schaltkreises gegen den Strom von Wechselstrom, gemessen in Ohm (Ω). Sie umfasst Widerstand, induktive Reaktanz und kapazitive Reaktanz und ist ein Schlüsselparameter bei der Analyse von Wechselstromschaltungen. Parameterbeschreibung Stromart Wählen Sie

Aktuelle Berechnungsformeln

Alternating single-phase

Z = U₀ / I
Z = P / (I² * cosφ)
Z = (U₀² * cosφ) / P
Z = S / I²
Z = U₀² / S
Z = Q / (I² * sinφ)
Z = (U₀² * sinφ) / Q
Z = R / cosφ

Alternating two-phase

Z = U / I
Z = P / (I² * cosφ)
Z = (U² * cosφ) / P
Z = S / I²
Z = U² / S
Z = Q / (I² * sinφ)
Z = (U² * sinφ) / Q
Z = R / cosφ

Alternating three-phase

Z = U / I
Z = P / (√3 * I² * cosφ)
Z = (√3 * U² * cosφ) / P
Z = S / (√3 * I²)
Z = (√3 * U²) / S
Z = Q / (√3 * I² * sinφ)
Z = (√3 * U² * sinφ) / Q
Z = R / cosφ

Definitions

Z = Impedance (Ω)
R = Resistance (Ω)
P = Active power (W)
S = Apparent power (VA)
Q = Reactive power (VAr)
I = Current (A)
U₀ = Voltage [L - N] (V)
U = Voltage [L - L] (V)
cosφ = Power factor

Beschreibung

Der Impedanz ist der gesamte Widerstand eines Schaltkreises gegen den Strom von Wechselstrom, gemessen in Ohm (Ω). Sie umfasst Widerstand, induktive Reaktanz und kapazitive Reaktanz und ist ein Schlüsselparameter bei der Analyse von Wechselstromschaltungen.

Parameterbeschreibung

Stromart
Wählen Sie die Art des Stroms:
- Gleichstrom (DC): Konstanter Fluss vom positiven zum negativen Pol
- Wechselstrom (AC): Ändert regelmäßig Richtung und Amplitude mit konstanter Frequenz
Systemkonfigurationen:
- Einphasig: Zwei Leiter (Phase + Neutral)
- Zweiphasig: Zwei Phasenleiter; Neutral kann verteilt sein
- Dreiphasig: Drei Phasenleiter; Vieradernsystem beinhaltet Neutral

Hinweis: Impedanz ist nur in Wechselstromschaltungen sinnvoll; im Gleichstrom entspricht Impedanz dem Widerstand.

Spannung
Elektrisches Spannungsdifferenz zwischen zwei Punkten.
- Für Einphasig: Geben Sie Phase-Neutral-Spannung ein
- Für Zweiphasig oder Dreiphasig: Geben Sie Phase-Phase-Spannung ein

Strom
Fluss elektrischer Ladung durch ein Material, gemessen in Ampere (A).

Wirkleistung
Die tatsächlich von einer Last verbrauchte und in nützliche Energie (z. B. Wärme, Bewegung) umgewandelte Leistung.
Einheit: Watt (W)
Formel:

P = V × I × cosφ

Blindleistung
Leistung, die sich in Induktivitäten oder Kondensatoren abwechselnd bewegt, ohne in andere Energieformen umgewandelt zu werden.
Einheit: Volt-Ampere-Reaktiv (VAR)
Formel:

Q = V × I × sinφ

Scheinleistung
Das Produkt aus effektiver Spannung und Stromstärke, das die gesamte Leistung darstellt, die von der Quelle bereitgestellt wird.
Einheit: Volt-Ampere (VA)
Formel:

S = V × I

Leistungsfaktor
Verhältnis von Wirkleistung zur Scheinleistung, das die Effizienz des Energieverbrauchs anzeigt.
Formel:

PF = P / S = cosφ

wobei φ der Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom ist. Der Wert reicht von 0 bis 1.

Widerstand
Gegenstand zum Stromfluss aufgrund der Materialeigenschaften, Länge und Querschnittsfläche.
Einheit: Ohm (Ω)
Formel:

R = ρ × l / A

Berechnungsprinzip für Impedanz

Impedanz \( Z \) ist definiert als:

Z = V / I

Für eine RLC-Reihenschaltung:

Z = √(R² + (XL - XC)²)

Wobei:
- R: Widerstand
- XL = 2πfL: Induktive Reaktanz
- XC = 1/(2πfC): Kapazitive Reaktanz
- f: Frequenz (Hz)
- L: Induktivität (H)
- C: Kapazität (F)

Wenn XL > XC, ist die Schaltung induktiv; wenn XC > XL, ist sie kapazitiv.

Nutzungsempfehlungen

  • Impedanz beeinflusst Kurzschlussstrom, Spannungsabfall und Auswahl von Schutzgeräten in Stromsystemen

  • Eine geringe Leistungsfaktor erhöht die Leitungsschäden; erwägen Sie die Blindleistungskompensation

  • Verwenden Sie dieses Tool, um unbekannte Impedanzwerte aus gemessenen Spannungen und Strömen rückwärts zu berechnen

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Häufig gestellte Fragen

Vergleichen Sie den induktiven Blindwiderstand XL und den kapazitiven Blindwiderstand XC. Der Stromkreis ist induktiv, wenn XL>XC, und kapazitiv, wenn XC>XL. Reihenresonanz tritt auf, wenn XL=XC und die Impedanz gleich dem reinen Wirkwiderstand ist. 

Dieser Rechner gibt den Impedanzbetrag aus und kennzeichnet den induktiven oder kapazitiven Charakter nicht direkt.

Eingabe der Spannung Phase-Neutralleiter für den Einphasenmodus; Eingabe der Leiter-Leiter-Spannung für den Zweiphasen- und Dreiphasenmodus. Ein falscher Spannungstyp führt zu falschen Impedanzwerten. Spannung und Strom müssen Effektivwerte sein, die unter identischen Betriebsbedingungen für Z=V/I gemessen wurden.

Der Impedanzbetrag stellt lediglich den Zahlenwert für die grobe Abschätzung von Strom und Spannungsabfall dar. 

Die komplexe Impedanz umfasst sowohl den reellen Wirkwiderstandsanteil als auch den imaginären Blindwiderstandsanteil zur Bestimmung des Phasenwinkels und ist ideal für die detaillierte Analyse von Leistungsfaktor, Resonanz und Phasenbeziehung. Dieses Tool gibt ausschließlich den Impedanzbetrag aus.

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