imported>K41f1r: /* Definitionen */

2025-08-06T12:54:19Z

Definitionen

Neue Seite

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 [[Netzteil]]e und [[Schaltnetzteil]]e haben eine, wenn auch wesentlich geringere, Restwelligkeit.

== Definitionen ==

[[Datei:Smoothed ripple.svg|mini|hochkant=1.5|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 <math>u</math> setzt sich zusammen aus einem Gleichanteil und einem Wechselanteil
:<math>u=U_- +u_\sim \ .</math>
Zur quantitativen Beschreibung des Wechselanteils gibt die hierzu maßgebliche [[Normung|Norm]] DIN 40110-1 („Wechselstromgrößen“; März 1994) drei Größenverhältnisse an:
* ''Schwingungsgehalt'' als Verhältnis [[Effektivwert]] des Wechselanteils <math>U_\sim</math> zu Effektivwert der gesamten Mischgröße <math>U</math>
::<math>s_u=\frac{U_\sim}U\ ,</math>
* ''Welligkeit'' als Verhältnis Effektivwert des Wechselanteils <math>U_\sim</math> zu Betrag des [[Gleichwert]]es <math>U_-</math>
::<math>r_u=\frac{U_\sim}{|U_- |}\ ,</math>
* ''Schwankungswelligkeit'' (Riffelfaktor) als Verhältnis Schwingungsbreite <math>U_{e}</math> oder [[Spitze-Tal-Wert]] <math>\underset{{ }^\lor}{\overset{{ }_\land}{u}}</math> (früher Spitze-Spitze-Wert <math>U_{ss}</math>) zu Betrag des Gleichwertes <math>U_-</math>
::<math>q_u =\frac{\underset{{ }^\lor}{\overset{{ }_\land}{u}}}{|U_-|}\ .</math>

Der Schwingungsgehalt kann Werte von 0 (bei Gleichspannung) bis 1 (Wechselspannung) bzw. 0 … 100 % annehmen. <br /> Die Welligkeit und die Schwankungswelligkeit liegen im Bereich 0 (Gleichspannung) … ∞ (Wechselspannung). <br /> Gelegentlich wird statt der Welligkeit <math>r_u</math> auch ihr [[Logarithmische Größe#Maße|logarithmisches Maß]] <math>\lg r_u\cdot 20\text{ dB}</math> angegeben.

Nicht in dieser Norm genannt wird die ''Restwelligkeit'' <math>\omega</math>. Sie wird definiert als
:<math>\omega = \sqrt{F^2-1}\ .</math>
Darin ist der [[Formfaktor (Elektrotechnik)|Formfaktor]] <math>F</math> das Verhältnis Effektivwert zu [[Gleichrichtwert]]
:<math>F = \frac U{\,\overline{|u|}\,}\ ,</math>
wobei im vorliegenden Zusammenhang (Spannung ohne Vorzeichenwechsel) Gleichrichtwert dasselbe ist wie Betrag des Gleichwertes. Mit <math>U^2={U_-}^2 + {U_\sim}^2</math> 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'' <math>U_\sim</math> oder ''Spitze-Tal-Wert'' <math>\underset{{ }^\lor}{\overset{{ }_\land}{u}}</math>. Solche Angaben erfolgen in Millivolt oder Volt.

== Literatur ==
* 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 ==
* [[Stromflusswinkel]]
* [[Rippelstrom]]
* [[Klirrfaktor]]

== Weblinks ==
* [https://service.projektlabor.tu-berlin.de/projekte/sens-o-thek/unterlagen/referate/Folien_Spannung-Glaettung_Le-Dang_2009-06-25.pdf Spannung glätten] (abgerufen am 21. Januar 2016)

[[Kategorie:Leistungselektronik]]

Restwelligkeit - Versionsgeschichte

imported>K41f1r: /* Definitionen */