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[quote="PhyMaLehrer"]Nein, das stimmt nicht. Die Spannung an der Batterie kann nicht 7 V sein, wenn irgendwo im Stromkreis eine Spannung von 20 V auftritt (und sonst keine weiteren Spannungsquellen vorhanden sind. Ich habe jetzt im Moment keine Zeit, werde aber heute abend noch einmal schreiben. Dann zeichne ich auch die Schaltung noch einmal etwas um. Wahrscheinlich liegt dein Fehler nur in der Betrachtung, da du andere Aufgaben ja richtig gelöst hast.[/quote]
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winkk
Verfasst am: 29. Mai 2021 01:48
Titel:
Danke Leute!
So langsam raff ich's..
Hab da echt viel Nachholbedarf.
Schönen Abend noch
PhyMaLehrer
Verfasst am: 28. Mai 2021 18:35
Titel:
GvC
hat jetzt alles so schön beschrieben, da halte ich mich zurück. Aber ich möchte, wie versprochen, noch einmal die umgezeichnete Schaltung bringen. Hier sieht man jetzt vielleicht besser, was in Reihe und was parallel geschaltet ist. (Überzeuge dich davon, daß sie der gegebenen Schaltung entspricht.) Außerdem habe ich eingetragen, was du schon richtig berechnet hast.
Nun wäre die Frage:
Wie groß ist die Spannung zwischen A und B? Diese Spannung liegt auch an R5. Welcher Strom fließt dann dort?
Der Gesamtstrom über R1, R2, R4, R5 (Wie groß ist er?) fließt auch uber R3. Welche Spannung fällt dort ab?
Wie groß ist demnach U?
GvC
Verfasst am: 28. Mai 2021 17:25
Titel:
winkk hat Folgendes geschrieben:
Die Summe der Verbraucherspannungen ist gleich der Generatorspannung? Das würde doch Sinn ergeben, oder?
Das kommt darauf an, wie Du das meinst. Wenn Du
alle
in der Schaltung vorkommenden Verbraucherspannungen addieren wolltest und meintest, dass diese Summe gleich der Generatorspannung sei, dann wäre das falsch. Tatsächlich ist die zuständige Regel der Maschensatz: Die Summe aller (vorzeichenbehafteten) Verbraucherspannungen in einer geschlossenen Masche ist null. Die hier vorliegende Schaltung hat 3 Maschen, die ich Dir im beiliegenden Bild als M1, M2 und M3 eingezeichnet habe.
Diese Aufgabe ist ein typisches Beispiel für die Anwendung der drei absoluten Grundregeln der Elekrotechnik:
- Maschensatz:
gerade aufgeschrieben (s.o.)
Besonderheit: Die
Generatorspannungen
, also die Spannungen der Quellen werden durch einen
Verbraucherpfeil
gekennzeichnet, der sich dadurch auszeichnet, dass er dem Strom entgegengerichtet ist, während Strom- und Spannungspfeile an Verbrauchern dieselbe Richtung haben.
- Knotenpunktsatz:
Die Summe aller (vorzeichenbehafteten) Ströme an einem Knoten ist null.
oder (gleichbedeutend)
Die Summe aller zu einem Knoten hinfließenden Ströme ist gleich der Summe aller von ihm wegfließenden Ströme.
- ohmsches Gesetz:
was sich auch nach I oder R auflösen lässt:
und
Wenn Du diese drei Grundgesetzmäßigkeiten (Maschensatz, Knotenpunktsatz, ohmsches Gesetz) verinnerlicht hast, kannst Du praktisch alle Aufgaben der Gleichstromtechnik und die meisten aus der Wechselstromlehre lösen. Denn aus Ihnen lassen sich weitere grundlegende Regeln herleíten, wie z.B. die Spannungs- und die Stromteilerregel (die werden in dieser Aufgabe allerdings nicht benötigt).
Um die Regeln sinnvoll anwenden zu können, ist es erforderlich, zunächst die Ströme durch alle Widerstände einzuzeichnen und mit "Namen" zu benennen, hier I
1
bis I
5
. Danach sind alle Spannungsabfälle (Verbraucherspannungen) an den Widerständen in Richtung der eingezeichneten Ströme einzuzeichnen und zu bezeichnen. Die Richtung der eingezeichneten Ströme ist grundsätzlich beliebig, alerdings ist darauf zu achten, die zugehörigen Spannungsfälle in dieselbe Richtung zu zeichnen. Sollte sich bei der späteren Berechnung für den Strom und somit für den zugehörigen Spannunsgabfall ein negativer Wert ergeben, erkennst Du, dass der von Dir eingezeicnete Strom ein negativer ist, dass er also psoitiv wäre, wenn Du ihn andersrum eingezeichnet hättest. Von einer nachträglichen Korrektur der Richtung ist dringend abzuraten, weil eine solche Korrektur keinen Erkenntnisgewinn bringt und außerdem Deine dokumentierte Rechnung nicht mehr stimmt.
So, für die vorliegende Aufgabe kannst Du jetzt nacheinander die drei Grundregeln anwenden, so wie sie gerade benötigt werden.
In dieser Aufgabe ist der Strom I
1
durch R
1
vorgegeben. Da liegt es nahe, zunächst den Spannungsabfall U
1
über R
1
zu bestimmen:
ohmsches Gesetz
Dann Maschensatz für Masche 1 im von Dir selbst vorgegebenen Umlaufsinn
ohmsches Gesetz
Knotenpunktsatz für Knoten 1
ohmsches Gesetz
Maschensatz M2
ohmsches Gesetz
Knotenpunktsatz K2
ohmsches Gesetz
Maschensatz M3
winkk
Verfasst am: 28. Mai 2021 15:18
Titel:
Die Summe der Verbraucherspannungen ist gleich der Generatorspannung? Das würde doch Sinn ergeben, oder?
Dann müsste ich die Spannungen die an den einzelnen Widerständen abfällt einfach zusammenrechnen
PhyMaLehrer
Verfasst am: 28. Mai 2021 13:51
Titel:
Nein, das stimmt nicht.
Die Spannung an der Batterie kann nicht 7 V sein, wenn irgendwo im Stromkreis eine Spannung von 20 V auftritt (und sonst keine weiteren Spannungsquellen vorhanden sind.
Ich habe jetzt im Moment keine Zeit, werde aber heute abend noch einmal schreiben. Dann zeichne ich auch die Schaltung noch einmal etwas um. Wahrscheinlich liegt dein Fehler nur in der Betrachtung, da du andere Aufgaben ja richtig gelöst hast.
winkk
Verfasst am: 28. Mai 2021 08:58
Titel:
Vielen Dank.
Ist das dann so richtig? (Habe nur die Seite mal überarbeitet)
Kannst du eine Seite / Lektüre / irgendwas empfehlen um da umfassend Regeln zu lernen? Ich bin deinen Anweisungen gefolgt, wusste aber nicht dass ich den Strom in R4 durch R1||R2 bestimmen kann.
Viele Grüße
PhyMaLehrer
Verfasst am: 27. Mai 2021 14:55
Titel:
Zur Aufgabe a):
Ich dachte erst, die Lösung wäre falsch, aber es sieht gut aus. Auch wenn "1 R entspricht 0,3 h" ein bißchen unkonventionell ist...
Zur Aufgabe b):
Zur Aufgabe c):
Ich habe die Schaltung nur ein klein wenig umgezeichnet, dann werden die Verhältnisse etwas klarer.
Die Spannung 20 V an R4 ist richtig, damit auch der Strom von 2 A durch R2.
Nun ist aber keineswegs
überall
die Spannung 20 V!
Die 2,5 A durch die parallelschaltung R1||R2 fließt auch durch R4. Welche Spannung fällt dort ab? Wie großist also die Spannung an R5?Welcher Strom fließt durch R5?
Dieser Strom PLUS der Strom durch R4+R1||R2 fließt auch durch R3 ...
So klappts!
Viel Erfolg!
GvC
Verfasst am: 27. Mai 2021 14:44
Titel:
Zu a)
Ergebnis richtig, Rechenweg obskur. Kannst Du mal die allgemeine Fornel für die jeweilige Zeit aufschreiben?
Zu b)
Richtig
Zu c)
Falsch. Z.B. liegen an R
3
keine 20V an, R
3
und R
4
liegen auch nicht in Reihe usw.
schnudl
Verfasst am: 27. Mai 2021 14:44
Titel:
a) ist mal OK.
b) auch OK
c) nicht OK (siehe andere Kommentare)
winkk
Verfasst am: 27. Mai 2021 13:07
Titel:
Meine Frage:
Guten Tag!
Ich studiere auf Lehramt Physik und unsere Uni vermittelt uns auch einen Teil Elektrotechnik. Ich habe selbst praktisch keinen Physik Unterricht gehabt (wovon aber ausgegangen wird) und entsprechend schwer fallen mir eigentlich simple Aufgaben.
Ich bin mir sehr Unsicher und wollte drum bitten, ob mich jemand auf meine Fehler hinweisen könnte. Meine Lösung ist handschriftlich als PDF im Kommentar hochgeladen. In der Aufgabenstellung sind Skizzen enthalten, genau diese findet man auch in meiner Lösung vor.
Die Aufgabe lautet wie folgt:
a) Die Heizplatte eines Haushalts-Elektroherdes bestehe aus drei gleichen Heizwiderständen R. In der höchsten Heizstufe, in der das Wasser in einem Teekessel nach
t0 = 6 min siedet, sind alle drei Widerstände parallel geschaltet. Durch unterschiedliches Verbinden aller (!) Widerstände werden drei weitere Heizstufen mit verminderter Heizleistung realisiert.
i) Geben Sie die Schaltpläne für diese drei Widerstandskombinationen an.
ii) Berechnen Sie jeweils die Zeit, um die gleiche Wassermasse im Teekessel zum
sieden zu bringen, wenn die Heizplatte mit den unter i) erarbeiteten Schaltungen
betrieben wird.
b) Berechnen Sie unter der Annahme, dass alle Widerstände gleich sind, den Gesamtwiderstand zwischen den Punkten A und B des Widerstand-Netzwerkes in der Abbildung. Wie groß ist der konkrete Gesamtwiderstand, wenn jeder Einzelwiderstand
3? beträgt?
c) Wie groß sind die Spannung U der Batterie und die Ströme durch die übrigen
Widerstände in dem abgebildeten Netzwerk, wenn ein Strom der Stärke I = 0, 5 A
durch den 40 ?-Widerstand fließt?
Vielen Dank!!
Meine Ideen:
Hochgeladen als PDF im Kommentar
Zwei Beiträge zusammengefasst. Steffen