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RLC-Serienimpedanz

Bei 50 Hz dominiert in einem Reihenkreis aus 100 Ω, 0,2 H und 10 µF der Kondensator: Die Phase ist negativ, die Spannung eilt dem Strom nach. Geben Sie R, L, C und Frequenz ein und erhalten Sie Impedanzbetrag und Phasenwinkel. Kostenlos in Ihrem Browser.

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Wenn Sie eingeben
Widerstand
100
Induktivität
0,2
Kapazität
0,00001
Häufigkeit
50
Erhalten Sie
Kreisfrequenz
314,159265359
Induktive Reaktanz
62,8318530718
Kapazitive Reaktanz
318,3098861838
Blindwiderstand
-255,478033112

Ein Reihen-RLC-Kreis ist das elementare Wechselstromfilter: ein Widerstand, eine Spule und ein Kondensator in einer einzigen Schleife, gespeist von einer sinusförmigen Quelle bekannter Frequenz. Entwickler, Studierende und Techniker brauchen die komplexe Impedanz dieses Zweigs — nicht die Resonanzfrequenz, nicht eine Polarumrechnung eines bereits bekannten Paars R und X —, um Strom, Spannungsabfall und Leistungsfaktor aus den vier Größen zu bemessen, die sie tatsächlich messen. Dieser Rechner für die RLC-Serienimpedanz nimmt den Widerstand in Ohm, die Induktivität in Henry, die Kapazität in Farad und die Signalfrequenz in Hertz entgegen und liefert den Impedanzbetrag |Z| in Ohm sowie den Phasenwinkel von Z.

Was die RLC-Serienimpedanz ist und woher Betrag und Phase kommen

In einem Reihen-RLC-Kreis teilen sich ein Widerstand, eine Spule und ein Kondensator einen einzigen Strom, und die einzelnen Spannungsabfälle addieren sich als Phasoren in der komplexen Ebene. Der Widerstand liefert eine reelle Impedanz R in Ohm. Die Netzreaktanz X ist XL minus XC, sodass die gesamte Reihenimpedanz die komplexe Zahl Z gleich R plus jX ist.

Der Impedanzbetrag |Z| ist die euklidische Länge dieses Phasors — die Quadratwurzel aus R im Quadrat plus X im Quadrat — und ist das Verhältnis von Spannungsamplitude zu Stromamplitude bei der Erregerfrequenz. Der Phasenwinkel φ ist das Argument von Z, gewonnen mit dem zweistelligen Arkustangens atan2 von X und R, damit der Quadrant stimmt: eine positive Phase bedeutet, dass die Netzreaktanz induktiv ist und die Spannung dem Strom voreilt; eine negative Phase bedeutet, dass die Netzreaktanz kapazitiv ist und die Spannung dem Strom nacheilt.

Bei der Reihenresonanzfrequenz gleicht XL der XC, X verschwindet, |Z| fällt auf R und die Phase ist null. Diese Seite berechnet weder jene Resonanzfrequenz noch den Gütefaktor Q — das ist eine andere Suchintention, bedient von einem RLC-Resonanzrechner — und wandelt auch kein bereits vorberechnetes Rechteckpaar R und X in Polarform. Sie startet von den vier Schaltungsgrößen, die eine studierende Person, eine Fachkraft oder ein Skript wirklich hat: Widerstand, Induktivität, Kapazität und Signalfrequenz in SI-Einheiten.

Wo ein Rechner für die RLC-Serienimpedanz seinen Nutzen hat

Studierende begegnen der RLC-Serienimpedanz, wenn eine Hausaufgabe R, L, C und die Quellenfrequenz angibt und |Z| sowie die Phase ohne vollständige Knotenanalyse verlangt. Lehrkräfte erzeugen vorab Antwortschlüssel für gemischte Lasten unter und über der Resonanz und brauchen ein deterministisches Orakel, das nie das Vorzeichen der kapazitiven Phase umkehrt. Labortechniker wandeln die Werte eines LCR-Meters und eine gewählte Prüffrequenz in die Zweigimpedanz um, die sie am Analysator sehen.

Produkt- und First-Order-Filterprüfungen bewerten |Z| bei Netzfrequenz, bei einer Schaltharmonischen oder bei einem Funkträger, bevor entschieden wird, ob ein Anpassungsnetz nötig ist. Bildungsplattformen zeigen Betrag und Phase live, wenn Lernende Ohm, Henry, Farad und Hertz eintippen.

Hausaufgaben- und Prüfungskontrollen

Wandeln Sie Reihen-R, L, C aus dem Lehrbuch und die Quellenfrequenz in |Z| und Phase um, damit Studierende polare Antworten und das Vorzeichen von Nacheilen oder Voreilen ohne Quadrantenfehler prüfen.

Labor und Filter erster Ordnung

Setzen Sie LCR-Meter-Werte und eine Prüffrequenz in Betrag und Grad der Zweigimpedanz um, für Hefte, Berichte und Entscheidungen zum Anpassungsnetz.

Wann ist die Phase positiv und wann negativ?

Die Phase ist positiv (induktiv, Spannung eilt dem Strom voraus), wenn XL > XC, negativ (kapazitiv, Spannung eilt nach), wenn XL < XC, und null bei Reihenresonanz, wo XL = XC und |Z| = R.

Ist das derselbe Rechner wie für die RLC-Resonanzfrequenz?

Nein. Resonanzwerkzeuge liefern f0 und Q aus L, C und R. Dieser Rechner wertet |Z| und die Phase bei einer gegebenen Erregerfrequenz aus. Impedanzwerkzeuge aus R und X starten, nachdem die Reaktanz bereits bekannt ist.

Kann ich die Spule oder den Widerstand weglassen?

Ja. Eine Induktivität von null ergibt den RC-Reihenkreis, ein Widerstand von null den LC-Reihenkreis, beide sind gültig. Die Kapazität muss dagegen größer als null bleiben.

Wie groß ist die Impedanz bei Resonanz?

Bei der Frequenz, an der induktiver und kapazitiver Blindwiderstand gleich groß sind, heben sie sich auf: Der Impedanzbetrag sinkt auf den Widerstand allein, der Phasenwinkel ist null.

Warum ist eine Frequenz von null nicht erlaubt?

Weil der Blindwiderstand des Kondensators bei null Hertz in diesem Wechselstrommodell unendlich würde. Eine negative Frequenz ist ebenfalls keine physikalische Anregung, daher werden beide abgelehnt.

Wie gebe ich Millihenry oder Mikrofarad ein?

Rechnen Sie vorher in SI-Einheiten um, also in Henry und Farad. Aus 10 µF werden so 0,00001 F; der Rechner wandelt keine Vorsätze für Sie um.

Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/phys/rlc-impedance

Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/rlc-impedance \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"resistance":100,"inductance":0.2,"capacitance":0.00001,"frequency":50}'
{
  "resistance": 100,
  "inductance": 0.2,
  "capacitance": 0.00001,
  "frequency": 50
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "phys.rlc_impedance",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

pro Anfrage$0.002

Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.

HTTPCodeBedeutung
401unauthorizedDer API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer).
402insufficient_balanceIhr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht.
404unknown_typeUnbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog.
429rate_limitedZu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

Intern bildet er die Netzreaktanz als induktive Reaktanz minus kapazitive Reaktanz, XL = 2πfL und XC = 1/(2πfC), und wandelt das Rechteckpaar R + jX mit euklidischem Betrag und zweistelligem Arkustangens in Polarform. Die Frequenz muss eine positive Zahl sein; eine Null-, Negative- oder nicht endliche Frequenz scheitert mit invalid_input und wird nicht abgerechnet.

Was die RLC-Serienimpedanz ist und woher Betrag und Phase kommen

Die Spule liefert eine imaginäre induktive Reaktanz XL gleich zwei Pi mal der Erregerfrequenz mal der Induktivität, XL = 2πfL, stets nichtnegativ für L ≥ 0 und f > 0. Der Kondensator liefert eine imaginäre kapazitive Reaktanz XC gleich dem Kehrwert von zwei Pi mal Frequenz mal Kapazität, XC = 1/(2πfC), definiert nur wenn Frequenz und Kapazität streng positiv sind.

Eingabevertrag, Antwortform und Validierungsverhalten

Die Frequenz muss eine positive Zahl sein: null Hertz würde die kapazitive Reaktanz in diesem Wechselstrommodell unendlich machen, und eine negative Frequenz ist keine physikalische Erregerate, daher scheitern diese Fälle statt Infinity zurückzugeben. Die Kapazität muss streng positiv sein, weil XC der Kehrwert von ωC ist. Widerstand und Induktivität müssen endlich und nichtnegativ sein; eine Induktivität null ist der gültige Reihen-RC-Sonderfall, und ein Widerstand null ist der gültige Reihen-LC-Sonderfall. Bei Erfolg gibt der Body die bereinigten Eingaben zurück, meldet die Kreisfrequenz ω = 2πf, induktive und kapazitive Reaktanz, Netzreaktanz, Impedanzbetrag und Phase in Radiant und Grad sowie die Etiketten formula und method. Beispiel: einhundert Ohm, zwei Zehntel Henry, zehn Mikrofarad und fünfzig Hertz ergeben eine kapazitive (negative) Phase, weil fünfzig Hertz unter der Reihenresonanz dieses LC-Paars liegt. POST einen JSON-Body mit vier erforderlichen endlichen Zahlen in SI-Einheiten: Widerstand R in Ohm, Induktivität L in Henry, Kapazität C in Farad und Frequenz f in Hertz. Bevorzugte Feldnamen sind resistance, inductance, capacitance und frequency; Aliase R, r, ohms für den Widerstand, L, l, henries, henry für die Induktivität, C, c, farads, farad für die Kapazität sowie f, freq, hz für die Frequenz werden akzeptiert, damit Tabellenkalkulationen und Laborexporte ohne Umbenennen der Spalten mappen. Jeder Wert kann als JSON-Zahl oder als numerische Zeichenkette in gewöhnlicher Dezimal- oder wissenschaftlicher Notation ankommen; leere Strings, nichtnumerische Token und nicht endliche Werte scheitern mit invalid_input unter Nennung des Feldes. Beträge über einer Billion im Absolutwert werden abgelehnt, damit ein versehentlicher Einheitenfehler den Worker nicht überlaufen lässt. Kombinieren Sie den kostenlosen Browserlauf auf dieser Seite mit der kostenpflichtigen API, wenn Sie dasselbe mathematische Ergebnis in automatisierten Pipelines brauchen, ohne hypot und atan2 selbst neu zu implementieren. Erfolgreiche API-Aufrufe werden mit $0.002 je Item abgerechnet; Validierungsfehler verbrauchen kein Prepaid-Guthaben.

Wo ein Rechner für die RLC-Serienimpedanz seinen Nutzen hat

Auf dieser Seite läuft die Arbeit vollständig in Ihrem Browser; über die API kostet jede erfolgreiche Abfrage $0.002, fehlgeschlagene Validierung wird nicht berechnet und nach der Antwort wird nichts gespeichert. Diese Aufteilung — kostenlose interaktive Erkundung und eine preislich identische API — entspricht dem Rest des KIT-Katalogs der Stufe A. Nutzen Sie eine RLC-Resonanzhilfe, wenn Sie noch f0 und Q aus L, C und R brauchen; nutzen Sie eine Impedanzhilfe aus R und X, wenn die Reaktanz bereits bekannt ist; nutzen Sie diese Seite, wenn die vier Reihenelemente und die Erregerfrequenz die gegebenen Daten sind und Sie |Z| und Phase mit stabiler numerischer Ausgabe für Arbeitsblätter, Unit-Tests und API-Verbraucher brauchen, die keine symbolischen Schritte erfinden dürfen.

Deterministische CI-Fixtures

Erzeugen Sie reproduzierbare Paare aus |Z| und atan2-Phase aus R, L, C und f für Unit-Tests von Messgeräten, Filtern und Simulations-Exportpipelines, die erwartetes JSON nicht von Hand editieren dürfen.

Wie berechnet man die RLC-Serienimpedanz aus R, L, C und der Frequenz?

Senden Sie endliche Zahlen resistance (Ω), inductance (H), capacitance (F) und frequency (Hz). Die API liefert |Z| = √(R² + X²) mit X = ωL − 1/(ωC) und Phase φ = atan2(X, R) in Radiant und Grad, ω = 2πf.

Warum muss die Frequenz eine positive Zahl sein?

Die kapazitive Reaktanz XC = 1/(2πfC) ist bei f = 0 undefiniert, und eine negative Frequenz ist keine physikalische Erregerate. Eine Null-, Negative- oder nicht endliche Frequenz scheitert mit invalid_input und wird nicht abgerechnet.

Was kostet der Rechner für die RLC-Serienimpedanz?

Das Browser-Werkzeug ist kostenlos. API-Anfragen nutzen das prepaid KIT-Guthaben zu $0.002 pro erfolgreichem Aufruf; ungültige Eingabe wird nicht abgerechnet.

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