8.5.2 Zeigerdarstellung von sinusförmigen Wechselgrößen

Eine sinusförmige Wechselgröße (harmonische Funktion) lässt sich als Realteil oder Imaginärteil einer komplexen zeitabhängigen Größe darstellen:

oder

Die komplexe Zeitfunktion wird als Zeiger bezeichnet. Er rotiert in der komplexen Ebene (Zeigerdiagramm) mit der Kreisfrequenz im mathematisch-positiven Sinn (rotierender Zeiger)

Der Real- und Imaginärteil von stellen Projektionen von auf die reelle und die imaginäre Achse zum Zeitpunkt dar.

Für wird aus der obigen Gleichung

heißt ruhender Zeiger.

Weiterhin gilt:

Das folgende Applet visualisiert die Darstellung einer Zeitfunktion als Linien- und Zeigerdiagramm:

Betrachtung der Transformation vom Zeit- in den Frequenzbereich und umgekehrt:

  • Hintransformation:

    Der Zeitfunktion wird eine komplexe Funktion zugeordnet, indem der Term addiert wird.

    Zeitbereich:Frequenzbereich:

  • Rücktransformation:

    Hierbei wird der Realteil von der komplexen Größe gebildet.

    Frequenzbereich:Zeitbereich:

Interpretation:

Die komplexe Funktion besitzt keine physikalische Entsprechung!

Weitere Begriffe:

komplexer Momentanwert rotierender Zeiger
reelle Amplitude
ruhender Zeiger rotierender
(kompl. Ampl.) Einheitszeiger

Entsprechend der komplexen Amplitute existiert auch ein komplexer Effektivwert:

mit bzw.