RC Parallelschaltung Rechner

Berechnung von Admittanz, Spannung und Leistung einer RC-Parallelschaltung


⚡ RC Parallelschaltung

Wechselstromkreis mit parallel geschaltetem Widerstand und Kondensator

ℹ️
Hinweis: In der RC-Parallelschaltung ist die Spannung überall gleich. Der Strom durch den Kondensator eilt der Spannung um +90° voraus.
⚠️ Fehler:

RC-Parallelschaltung im Wechselstromkreis

Eine RC-Parallelschaltung besteht aus einem ohmschen Widerstand R und einem Kondensator C, die parallel zueinander geschaltet sind. Im Wechselstromkreis zeigt diese Schaltung andere Eigenschaften als die Reihenschaltung, da hier die Spannung konstant und der Strom aufgeteilt wird.

⚡ Admittanz Y

Gesamtleitwert im Wechselstromkreis:

Y = √(G² + BC²)
G = 1/R, BC = ωC
🔧 Blindleitwert BC

Kapazitiver Blindleitwert:

BC = 2πfC
📐 Phasenverschiebung

Winkel zwischen U und I:

φ = arctan(BC/G)
Kondensator: Strom eilt vor
🔥 Stromaufteilung
  • IR = U/R (Wirkstrom)
  • IC = U × BC (Blindstrom)
  • Iges = √(IR² + IC²)

Grundformeln der RC-Parallelschaltung

📊 Stromdreieck

Die geometrische Addition der Teilströme:

\[ I_{ges} = \sqrt{I_R^2 + I_C^2} \] \[ \phi = \arctan\left(\frac{I_C}{I_R}\right) \]

Wobei: IR und IC um 90° phasenverschoben sind

🔧 Admittanzdreieck (Leitwertdreieck)

Die Beziehung zwischen den Leitwerten:

\[ Y = \sqrt{G^2 + B_C^2} \] \[ G = \frac{1}{R}, \quad B_C = 2\pi f C \] \[ Z = \frac{1}{Y} = \frac{X_C \cdot R}{\sqrt{R^2 + X_C^2}} \]

Praktische Beispiele

📝 Beispiel 1: Hochpass-Filter

Gegeben: R = 20 Ω, C = 10 μF, f = 796 Hz, U = 10 V
Berechnung:

G = 1/20 = 0,05 S
BC = 2π × 796 × 10×10⁻⁶ = 0,05 S
Y = √(0,05² + 0,05²) = 0,0707 S
Z = 1/0,0707 = 14,14 Ω

Ergebnis: Bei der Grenzfrequenz sind G und BC gleich groß.

📝 Beispiel 2: Leistungsfaktor-Korrektur

Gegeben: R = 100 Ω, C = 10 μF, f = 50 Hz, U = 230 V
Berechnung:

IR = 230V / 100Ω = 2,3 A
IC = 230V × 2π × 50 × 10×10⁻⁶ = 0,072 A
Iges = √(2,3² + 0,072²) = 2,301 A
φ = arctan(0,072/2,3) = 1,8°

Ergebnis: Der Kondensator korrigiert den Leistungsfaktor geringfügig.

Schaltbild und Zeigerdiagramm

RC-Parallelschaltung
🔍 Charakteristika
  • Spannung: überall gleich
  • IR: in Phase mit U
  • IC: eilt U um 90° voraus
  • Impedanz: frequenzabhängig
📊 Frequenzverhalten
  • f → 0: BC → 0 (Kondensator sperrt)
  • f → ∞: BC → ∞ (Kondensator leitet)
  • fg: G = BC (Grenzfrequenz)
  • Hochpass: Ausgang am Widerstand

Praktische Anwendungen

🎛️ Filter-Schaltungen
  • • Hochpass-Filter
  • • Koppelkondensatoren
  • • AC-Kopplungen
  • • Frequenzweichen
⚡ Leistungselektronik
  • • Leistungsfaktor-Korrektur
  • • Kompensationsschaltungen
  • • Entstörfilter
  • • Motoranlauf-Kondensatoren

Unterschiede zur Reihenschaltung

🔄 Reihenschaltung
  • • Strom überall gleich
  • • Spannungen addieren sich
  • • UC eilt I um -90° nach
  • • Tiefpass-Verhalten
  • • Z = √(R² + XC²)
⚡ Parallelschaltung
  • • Spannung überall gleich
  • • Ströme addieren sich
  • • IC eilt U um +90° voraus
  • • Hochpass-Verhalten
  • • Y = √(G² + BC²)
💡 Praktische Tipps:
  • Grenzfrequenz: fg = 1/(2πRC) - bei dieser Frequenz ist |Z| = R/√2
  • Phasenwinkel: Bei Kondensatoren in Parallelschaltung positiv (Strom eilt vor)
  • Leistung: Nur der Widerstand verbraucht Wirkleistung
  • Admittanz: Parallelschaltung arbeitet mit Leitwerten statt Widerständen

Grundlagen
Leitungswiderstand
kVA aus Ampere und Volt
Dezibel in linearen Faktor umrechnen
Dezibel, Spannung, Leistung umrechnen
Ohmsche Gesetz
Coulombsche Gesetz
Batterie Kapazität
Elektrizitätsmenge
Elektrische Energie
Elektrische Leistung
Elektrische Ladung
Innenwiderstand einer Stromquelle
Kondensator Kapazität
Spannungverlust auf einer Leitung
Tabelle der Temperaturkoeffizienten
Temperaturabhängigkeit vom Widerstand

Schaltungen mit Widerständen
PI-Dämpfungsglied
T-Dämpfungsglied
2 Parallelwiderstände
Mehrere Parallelwiderstände
Serienwiderstände
unbelasteter Spannungsteiler
belasteter Spannungsteiler
Vorwiderstand (Voltmeter)
Parallelwiderstand (Ampermeter)

Schaltungen mit Kondensatoren
Mehrere Kondensatoren Reihenschaltung
Zwei Kondensatoren Reihenschaltung
Blindwiderstand XC eines Kondensators
Zeitkonstante eines R/C-Glieds
Ladespannung zu einem Zeitpunkt
Kondensatorspannung zu einem Zeitpunkt
R oder C zu einer Ladespannung
RC Reihenschaltung
RC Parallelschaltung
RC Hochpass
RC Tiefpass
RC Differenzierer
RC Integrierierer
RC Grenzfrequenz berechnen
R + C bei gegebener Impedanz

Schaltungen mit Spulen
Induktivität einer Spule
Blindwiderstand einer Spule
L/R Reihenschaltung
L/R Parallelschaltung
L/R Hochpass
L/R Tiefpass
L/R Grenzfrequenz
L/R Differenzierglied
Transformator

Kondensatoren und Spulen

Resonanzfrequenz
Serienschwingkreis
Parallelschwingkreis
Parallelschaltung
Serienschaltung

Gleichrichter- und Dioden

Einweg Gleichrichtung
Einweg Gleichrichtung mit Ladekondensator
Zweiweg Gleichrichtung
Zweiweg Gleichrichtung mit Ladekondensator
LED Vorwiderstand
Vorwiderstand zur Zenerdiode mit variabler Last
Vorwiderstand zur Zenerdiode