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2024-10-09T16:06:23Z

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[[Datei:Rippelstrom mit Schaltplan.png|mini|Der Lade- und Entladestrom (Rippelstrom) im Glättungskondensator C1 hat wesentlich höhere Amplituden als der Strom durch die Last R1. Wegen P=I<sup>2</sup>R verursachen sie verhältnismäßig hohe Verlustleistung am Innenwiderstand ([[Equivalent Series Resistance|ESR]]) von C1.]]
Als '''Rippelstrom''' (engl. ''ripple current''), von [[Rippel]], auch '''Brummstrom''' und, in den deutschen Normen, „überlagerter Wechselstrom“, bezeichnet man in der [[Elektrotechnik]] einen [[Wechselstrom]] beliebiger [[Frequenz]] und [[Kurve (Mathematik)|Kurvenform]], der einem [[Gleichstrom]] überlagert ist. Dabei kann es auch zum Polaritätswechsel kommen. Der reine Wechselstromanteil des Rippelstromes tritt vornehmlich in [[kondensator (Elektrotechnik)|Kondensatoren]] in Erscheinung, die der Verringerung der [[Restwelligkeit]] dienen.

Insbesondere '''pulsierender Gleichstrom''' verursacht in [[parallelschaltung|parallelgeschaltet]]en Kondensatoren Wechselströme mit hohen Effektivwerten:
#hinter der [[Gleichrichtung]] einer [[Netzfrequenz|netzfrequenten]] [[Wechselspannung]] am nachfolgenden [[Siebkondensator]]: Frequenz des Rippelstromes 100/120 Hz bei Doppelweg-Gleichrichtung bzw. 50/60 Hz bei Einweggleichrichtung. Auch als ''Brummstrom'' bekannt.
#bei [[Schaltnetzteil]]en und [[Schaltregler]]n in deren Ein- und Ausgangskondensator bei deren Arbeitsfrequenz (etwa 20 kHz bis 1 MHz). Die relative Belastung kann sehr hoch sein, da der erforderliche Kapazitätswert aufgrund der hohen Frequenz eigentlich gering wäre.
#in Speisespannungs-Stützkondensatoren für [[audioverstärker|Audio-Endverstärker]] und [[Sendeanlage|Sender]]-[[Endstufe]]n

== Auswirkungen ==
Eine der Gleichspannung überlagerte Wechselspannung bewirkt in einem [[Kondensator (Elektrotechnik)|Kondensator]] Lade- und Entladevorgänge. Diese bewirken einen Effektivstrom, der über den [[Kondensator (Elektrotechnik)#ESR|äquivalenten Serienwiderstand]] (ESR) des Kondensators eine [[Verlustleistung]] erzeugt, die in [[Wärme]] umgesetzt wird. Der Kondensator erwärmt sich. Die Lebensdauer und Zuverlässigkeit werden beeinflusst.

Bei Keramik- und bei [[Kunststoff-Folienkondensator]]en hat die Erwärmung wenig negativen Einfluss auf die Funktionsdauer, wenn definierte Temperatur-Obergrenzen nicht überschritten werden. Bei [[Aluminium-Elektrolytkondensator]]en mit flüssigen Elektrolyten hat jedoch die durch den Rippelstrom erzeugte interne Wärme eine Verkürzung der zu erwartenden Lebensdauer der Kondensatoren zur Folge. Rippelströme, die außerhalb der spezifizierten Grenzen von [[Tantal-Elektrolytkondensator]]en liegen, können zu deren sofortiger Zerstörung führen.

Ein weiterer Nebeneffekt ist die Erzeugung elektromagnetischer Wechselfelder, die das [[Elektromagnetische Verträglichkeit|EMV]]-Verhalten einer Schaltung negativ beeinflussen.

Rippelströme entstehen auch durch schnelle Schaltvorgänge z. B. in der [[Digitaltechnik]] oder bei der [[Kommutierung]] von [[Gleichstrommaschine]]n. Wenn sich diese Rippelströme nicht verhindern lassen, versucht man durch [[Blockkondensator]]en direkt am Entstehungsort den Großteil des Wechselanteils abzuleiten.

Fast alle Kondensatortypen sind für bestimmte Rippelströme spezifiziert. Oft gibt man einen Wert für 100 Hz und einen für 100 kHz an, was den typischen Einsatzfällen in konventionellen und Schaltnetzteilen nahekommt.

Es gibt insbesondere bei Aluminium-Elektrolytkondensatoren sehr große typbedingte Unterschiede in der Rippelstrom-Belastbarkeit. Die Nichtbeachtung dieser Eigenschaft oder die unbedachte Bauteilsubstitution (höher belastbare Typen sind teurer als konventionelle) führt zu typischen Frühausfällen und ist häufig verantwortlich für die Unzuverlässigkeit von vielen Elektronik-Billigerzeugnissen der Unterhaltungs-, Beleuchtungs- und IT-Branche.

== Siehe auch ==
* [[Klirrfaktor]]

== Weblinks ==
*[https://www.elektronikpraxis.vogel.de/bemessung-der-stromwelligkeit-fuer-eingangskondensatoren-a-366119/ Bemessung der Stromwelligkeit für Eingangskondensatoren] (abgerufen am 19. Juni 2019)
* [http://jianghai-europe.com/wp-content/uploads/JIANGHAI_Elko_Lebensdauer_AAL.pdf Elko Lebensdauer] (abgerufen am 21. Januar 2016)

[[Kategorie:Elektrischer Strom]]
[[Kategorie:Elektromagnetische Störkopplung]]

[[en:ripple current]]

Rippelstrom - Versionsgeschichte

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