Mechatronik Modul 2 - ADAM - Leonardo da Vinci Projects and ...

Elektrische Antriebe und Steuerungen
Minos
Bei einem homogenen elektrischen Feld verlaufen alle Feldlinien parallel.
Dies ist zwischen zwei gleich großen, aber entgegengesetzt geladenen
Platten der Fall. Die elektrischen Felder in Maschinen sind dagegen
meist inhomogen.
Je dichter die Feldlinien zusammenliegen, desto stärker ist das elektrische
Feld. Als Einheit für die elektrische Feldstärke wird meistens
Volt/Meter (V/m) verwendet.
Die Anzahl der Ladung eines leitenden Körpers pro Fläche wird Flächenladungsdichte
genannt. Werden diese Ladungen in der Richtung der
Feldlinien verschoben, so bezeichnet man dies als elektrische Flussdichte
oder auch Verschiebungsdichte.
Um einen elektrischen Leiter entsteht ebenfalls ein elektrischen Feld,
wenn der Leiter Ladungen aufnimmt. Zusammen mit der Isolierung bildet
der Leiter eine Kapazität. Im Gegensatz zu Kondensatoren ist bei
elektrischen Leitern diese Kapazität im allgemeinen nicht erwünscht.
Wird ein Kondensator an eine sinusförmige Wechselspannung angeschlossen,
so ändert sich am Kondensator ständig die anliegende Spannung.
Am schnellsten ändert sich die Spannung, wenn die Sinuskurve
ihren Nulldurchgang hat. Zu diesem Zeitpunkt ist der Stromfluss am Kondensator
am höchsten.
An den Scheitelpunkten der Sinuskurve ändert sich die Spannung nicht.
Deshalb fließt an diesem Zeitpunkt kein Strom. Daraus ergibt sich, dass
die Spannung am Kondensator dem Strom um 90° vorauseilt.
Die zeitliche Verschiebung von Spannung und Strom wird Phasenverschiebung
genannt. Da die Spannung sowohl positive als auch negative
Werte annimmt, fließt der Strom entweder zum Kondensator hin oder
wieder von ihm zurück. Somit nimmt der Kondensator aus dem Netz
eine Leistung auf und gibt sie wenig später wieder ab.
Bei einer Phasenverschiebung von 90° ist die aufgenommene Leistung
genauso groß wie die wieder abgegebene Leistung. Diese pendelnde
Leistung wird als Blindleistung bezeichnet.
Die Aufnahme der Blindleistung verursacht einen Blindwiderstand. Im
Unterschied zu dem Blindwiderstand an Spulen wird der Blindwiderstand
an Kondensatoren als kapazitiver Blindwiderstand bezeichnet.
In jedem elektrischen Feld ist Energie gespeichert. Dies wird in Kondensatoren
ausgenutzt. Die Menge der Energie ist dabei von der Spannung
und der Kapazität des Kondensators abhängig. Diese Energiemengen
sind jedoch nicht so groß, dass sie in wesentlichem Umfang in der
Energietechnik genutzt werden können.
113