Man misst mit dem Zweikanaloszilloskop am Kanal II (roter Graph) die Spannung und am Kanal I die Stromstärke (schwarzer Graph).
Als "realen" Spule verwendet man eine Serienschaltung aus veränderlichem Widerstand R2 und ziemlich idealer Spule L.
Die Spannung greift man ab zwischen dem gemeinsamen Erdkontakt 
und dem Kontakt YII .
Die Stromstärke greift man ab als Spannungsabfall am kleinen Widerstand R1 zwischen dem gemeinsamen Erdkontakt und dem Kontakt YI.
Damit Strom und Spannung richtige Orientierung haben, muss man einen der beiden Kanäle invertieren.
Ergebnis
Die Stromstärke (rot) hinkt der Spannung (blau) um einen Phasenwinkel Δφ nach. Dabei gilt -0,5·π < Δφ < 0. In Abhängigkeit von R erhält man unten dargestellte farblich veränderte Oszilloskopbilder.
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R2 ist maximal groß Die reale Spule verhält sich nahezu wie ein ohmscher Widerstand. |
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| R2 ist etwa so groß wie ω·L. |
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R2 ist sehr klein Die Spule verhält sich nahezu wie eine ideale Spule. |
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Wenn sich bei einer Spule der ohmsche Widerstand der Windungen nicht vernachlässigen lässt, spricht man von einer realen Spule. Die folgende Abbildung zeigt ein Ersatzschaltbild für die reale Spule, das aus einer Serienschaltung eines ohmschen Widerstands und einer idealen Spule besteht.
Will man den Wechselstromwiderstand einer realen Spule wissen und die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung ermitteln, so leistet ein Zeigerdiagramm gute Dienste.
•Man beginnt das Zeigerdiagramm mit derjenigen elektrischen Größe, die beiden Elementen (Widerstand und Spule) gemeinsam ist. Bei einer Serienschaltung ist dies der Strom.
•Für die Zeichnung geben wir uns folgende Werte vor:\[ \hat{I}=2,0A;\; R=100\Omega;\; L=3,0H;\; f=\frac{50}{2\cdot \pi}s^{-1} \]Hinweis: Diese Werte dienen nur der Erstellung einer vernünftigen Größe des Zeigerdiagramms, sie beschränken die spätere allgemeine Rechnung nicht.
•Eintrag des Stromzeigers
•Berechnung der Längen der Spannungszeiger \[\begin{align*} \hat{U}_R &=R\cdot \hat{I} \; \Rightarrow \; \hat{U}_R=100\cdot 2,0V=2,0\cdot 10^2V\\ \hat{U}_L &=\omega\cdot L \cdot \hat{I} \; \Rightarrow \; \hat{U}_L=2\cdot \pi \cdot f \cdot L \cdot \hat{I}\\ \hat{U}_L &=2\cdot \pi \cdot \frac{50}{2\pi}\cdot 3,0 \cdot 2,0V=3,0\cdot 10^2V \end{align*}\]
•Einzeichnen der Spannungszeiger unter Berücksichtigung der Phasenlage bezüglich des Stroms.
•Vektoraddition der Spannungszeiger zur Gesamtspannung URL
•Berechung von URL und XRL:\[\begin{align*} \hat{U}_{RL}&=\sqrt{ \hat{U}_R^2 + \hat{U}_L^2 } \\ &=\sqrt{\hat{I}^2\cdot R^2 + \hat{I}^2\cdot (\omega L)^2} \\ &=\hat{I}\cdot \sqrt{R^2 + (\omega L)^2} \\ X_{RL}&=\frac{\hat{U}_{RL}}{\hat{I}}\; \Rightarrow \; X_{RL} = \sqrt{R^2 + (\omega L)^2} \end{align*}\]
•Berechnung der Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung
•\[ \tan(\Delta \varphi)=\frac{\hat{U}_L}{\hat{U}_R} =\frac{\hat{I}\cdot \omega \cdot L}{\hat{I} \cdot R} =\frac{\omega \cdot L}{R} \]
•Das ganze Zeigersystem muss man sich mit der Winkelgeschwindigkeit ω im Gegenuhrzeigersinn rotierend denken.