Restwelligkeit

Da keine Schaltung ideal arbeitet, liegt am Lastwiderstand $R_L$ eines Gleichrichters keine vollkommen konstante Gleichspannung an, sondern eine pulsierende Spannung. Sie entsteht aus den aufeinanderfolgenden positiven sinusförmigen Halbwellen und der Glättungswirkung der Kondensatoren. Diesen verbleibenden Wechselspannungsanteil bezeichnet man als Restwelligkeit. Ihre Frequenz beträgt $f=\qty{100}{\hertz}$, da auch die negative Halbwelle in den positiven Bereich gespiegelt wird und sich so die Netzfrequenz von $\qty{50}{\hertz}$ verdoppelt. Würde man diese pulsierende Gleichspannung über einen Spannungsteiler in einen Verstärker mit Lautsprecher einspeisen, dann könnte man einen $\qty{100}{\hertz}$ Brummton hören.

50 Hz / 100 Hz Brummton

Hier kannst du Brummtöne mit den Frequenzen $\qty{50}{\hertz}$ und $\qty{100}{\hertz}$ anhören.

Kein Ton aktiv.

AD310: Welche Grundfrequenz hat die Ausgangsspannung eines Vollweggleichrichters, der an eine 50 Hz-Versorgung angeschlossen ist?

Lösungsweg anzeigen

Diese Spannung kann mit einem Oszilloskop betrachtet werden, indem man nur den Wechselspannungsanteil oszilloskopiert (siehe Abbildung NEA-10.12.1: AC-Kopplung des Eingangs).

Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft.

1) Zusammenfassung: Ausschnitt eines hellgrauen Geräte-Bedienfelds mit der Aufschrift „CH. I“, zwei quadratischen Tasten und den Beschriftungen „GD“, „AC“ und „DC“.

2) Detaillierte Beschreibung: Oben steht in dunkler Schrift „CH. I“. Darunter befindet sich ein hellgrau umrandeter Kasten mit abgerundeten Ecken. Im unteren Bereich des Kastens sind zwei beige, quadratische Drucktasten nebeneinander angeordnet. Über der linken Taste steht „GD“, daneben ein kleines schwarzes Balkensymbol. Über der rechten Taste steht links neben „AC“ ein kleines schwarzes Balkensymbol; darunter, rechtsbündig, „DC“. Hintergrund und Rahmen sind hellgrau, Schrift und Symbole dunkelgrau; sonst keine weiteren Elemente sichtbar. — Abbildung NEA-10.12.1: AC - DC Kopplung des Oszilloskopeingangs

Mit der Taste „GD“ wird der Eingang des Oszilloskops auf Null Volt geschaltet. Bei nicht gedrückter Taste AC/DC erfolgt eine kapazitive Kopplung des Oszilloskopeingangs und es wird nur der Wechselspannungsanteil des Eingangssignals angezeigt. Bei gedrückter Taste AC/DC erfolgt eine galvanische Kopplung des Oszilloskopeingangs und der Gleichspannungsanteil einer Wechselspannung wird auch angezeigt.

In der Folgenden Frage muss Frequenz als auch die Amplitude der Restwelligkeit bestimmt werden.

AD309: Im folgenden Bild ist die Spannung am Ausgang einer Stromversorgung dargestellt. Die Restwelligkeit und die Brummfrequenz betragen ...

1) Kurzbeschreibung: Diagramm aus einem rechteckigen Gitter und mit einer horizontalen Achse „5 ms/Div.“ und einer vertikalen Achse „3 V/Div.“; periodisch verlaufende Kurve, zunächst steil beginnend mit abgerundetem Maximum und flacher nach unten auslaufend.

2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung zeigt ein Koordinatensystem mit einer horizontalen Achse „5 ms/Div.“ und einer vertikalen Achse „3 V/Div.“. Der Nullpunkt unten links trägt die Beschriftung „0 V“. Das Gitter besteht aus sieben horizontalen und sieben vertikalen Gitterlinien. Eine Kurve verläuft ausschließlich zwischen der fünften und der sechsten Gitterlinie und beginnt zunächst steil, geht in ein abgerundetes Maximum über und läuft dann etwas flacher aus. Nach zwei vertikalen Gitterlinien beginnt ein neuer Zyklus.

Lösungsweg anzeigen

Weiter zum nächsten Abschnitt: Schaltnetzteil I