Verlustfaktor

Der Begriff Verlustfaktor beschreibt in verschiedenen Bereichen der Physik das Verhältnis von Imaginärteil zu Realteil bei Schwingungen unterschiedlicher Natur und wird deshalb sowohl in der Rheologie als auch in der Elektrotechnik verwendet.

Elektrotechnik

Energie

Mit "Verlust" ist hierbei die Energie gemeint, die elektrisch oder elektromagnetisch verloren geht und sich beispielsweise in Wärme umwandelt. Der Verlustfaktor gibt an, wie groß die Verluste in elektrischen Bauteilen wie Drosseln oder Kondensatoren (siehe Kondensator (Elektrotechnik)) sind oder wie groß die Verluste bei der Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen in Materie (z. B. Luft) sind. Durch diese Verluste wird die elektromagnetische Welle gedämpft.

Im folgenden wird zur genaueren Darstellung des Verlustfaktors ein Kondensator betrachtet, der an eine Spannungsquelle mit sinusförmigem Spannungsverlauf über der Zeit angeschlossen ist. Bekannterweise tritt an einem solchen Kondensator eine Phasenverschiebung φ zwischen Spannung und Strom auf. Ein idealer Kondensator, der keinerlei Verluste aufweist, hat dann eine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom von $\varphi = 90^\circ = \frac{\pi}{2}$. Treten nun im Kondensator Verluste auf, dann beträgt die Phasenverschiebung φ nicht mehr $90^\circ$, sondern unterscheidet sich von $90^\circ$ um den sogenannten Verlustwinkel $\delta =90^\circ - \varphi$. Der Verlustfaktor wird nun durch tanδ definiert. Diese Definition kommt aus der komplexen Wechselstromrechnung; siehe komplexe Wechselstromrechnung der Elektrotechnik.

Schwingkreis

Als Verlustfaktor d (Dämpfung) (auf Englisch: DF = dissipation factor) wird auch der Kehrwert des Gütefaktors Q bei Schwingkreisen und Filtern bezeichnet:

$d = \frac{1}{Q} \,$.

Rheologie

In der Rheologie bezeichnet der Verlustfaktor das Verhältnis zwischen Verlustmodul und Speichermodul:

$\tan \delta = \frac{G''}{G'} \,$

Je höher der Verlustfaktor liegt, desto mehr nähert sich das Verhalten einer Probe dem einer Flüssigkeit mit Newton'schem Fließverhalten.

Siehe auch

• Spulengüte
• Verlustwinkel