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Ersatzquelle mit mehreren einzel Quellen berechnen
 
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plyzico



Anmeldungsdatum: 24.07.2016
Beiträge: 5

Beitrag plyzico Verfasst am: 24. Jul 2016 17:12    Titel: Ersatzquelle mit mehreren einzel Quellen berechnen Antworten mit Zitat

Guten Tag,

ich lerne gerade für meine erste GET Klausur und hätte mal eine Frage zu der Aufgabe siehe im Anhang.

Den Innenwiderstand habe ich schon berechnet. Dieser ist 140 Ohm, denn R1 und R2 liegen parallel und der Rest dann in Reihe also: R3 + R1 II R2 + R4 = 100 + 30 + 10 = 140 Ohm

Leider bin ich mir jetzt total unsicher wie ich die Ersatzquelle berechnen soll. Meine Überlegung war das Überlagerungsverfahren anzuwenden. Aber ich weiß nicht genau wie ich weiter machen soll.

Könnt ihr mir einen Tipp geben? Ist das Überlagerungsverfahren das richtige Verfahren??

LG ply



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ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3384

Beitrag ML Verfasst am: 24. Jul 2016 17:48    Titel: Re: Ersatzquelle mit mehreren einzel Quellen berechnen Antworten mit Zitat

Hallo,

plyzico hat Folgendes geschrieben:

Den Innenwiderstand habe ich schon berechnet. Dieser ist 140 Ohm, denn R1 und R2 liegen parallel und der Rest dann in Reihe also: R3 + R1 II R2 + R4 = 100 + 30 + 10 = 140 Ohm

Richtig.

Zitat:

Leider bin ich mir jetzt total unsicher wie ich die Ersatzquelle berechnen soll. Meine Überlegung war das Überlagerungsverfahren anzuwenden. Aber ich weiß nicht genau wie ich weiter machen soll.

Den Überlagerungssatz kannst Du immer anwenden, wenn Du (ausschließlich) lineare Bauelemente wie RLCÜ (Ü: Übertrager) und ideale Spannungs-/Stromquellen hast.

Wir müssen hier überlegen, ob das tatsächlich vorliegt. Denn schließlich hast Du das Netzwerk ja mit einer Diode beschaltet, die sicher nichtlinear ist.

Ziel ist es aber, für die Quelle einen Ersatz zu finden, der sich im Hinblick auf die Klemmen äquivalent verhält wie die ursprüngliche Quelle. Es kommt ausschließlich darauf an, dass in der Quelle (links von den Klemmen A und B) nur lineare Bauelemente vorkommen.


Die Quelle charakterisierst Du durch zwei voneinander unabhängige Größen, z. B.
a) Innenwiderstand (kennst Du schon)
b) Kurzschlussstrom (besonders einfach zu handhaben, wenn Du eine Ersatzstromquelle angeben willst)
c) Leerlaufspannung (besonders einfach zu handhaben, wenn Du eine Ersatzspannungsquelle angeben willst)

Möglich (aber umständlich zu berechnen) wäre aber auch:
d) Spannung bei einem vorgegebenen Strom von 1A.


Praktisch gesehen, kannst Du Dich jetzt zwischen zwei Varianten entscheiden:
V1) Du ersetzt die Lastdiode durch einen Kurzschluss und berechnest den Kurzschlussstrom I_AB, der durch den Kurzschluss fließt (z. B. mithilfe des Überlagerungssatzes) oder
V2) Du ersetzt die Lastdiode durch einen Leerlauf und berechnest die Spannung U_AB (z. B. mithilfe des Überlagerungssatzes).

Weißt Du, wie Du das bei der Überlagerung anstellst?


Viele Grüße
Michael
plyzico



Anmeldungsdatum: 24.07.2016
Beiträge: 5

Beitrag plyzico Verfasst am: 24. Jul 2016 18:15    Titel: Antworten mit Zitat

Vielen Dank für die schnelle Antwort!

Bei der Überlagerung betrachtet man immer nur eine Quelle und die anderen Quellen sind dabei inaktiv. Spannungsquellen stellen dabei Kurzschlüsse da und Stromquellen Unterbrechungen.

Ich würde jetzt mal die Variante 2 also U_AB ausrechnen.

Beide Stromquellen inaktiv:

U_AB1 = U_R2 = U_q1 * R2/(R1+R2) = 6 V

Frage1: R3 und R4 spielen hier keine Rolle, da dort kein Strom fließt oder?

Obere Stromquelle und Spannungsquelle inaktiv:

U_AB2 = U_R4 = I_q3 * R4 = 0,8 V

Untere Stromquelle und Spannungsquelle inaktiv:

U_AB3 = U_R3 = I_q2 * R3 = 1 V

Zusammengefasst:

U_AB = U_AB1 + U_AB2 + U_AB3 = 7,8 V

Frage2: Wäre das so richtig gerechnet?

Meine Ersatzspannungsquelle, besitzt somit eine Leerlaufspannung von 7,8V und einen in Reihe geschalteten Widerstand von 140 Ohm.
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3384

Beitrag ML Verfasst am: 24. Jul 2016 21:04    Titel: Antworten mit Zitat

plyzico hat Folgendes geschrieben:

Frage1: R3 und R4 spielen hier keine Rolle, da dort kein Strom fließt oder?

Ja, das ist die richtige Begründung. Wenn dort kein Strom fließt, fällt auch keine Spannung ab, die in der Maschengleichung berücksichtigt werden müsste.

Zitat:

Meine Ersatzspannungsquelle, besitzt somit eine Leerlaufspannung von 7,8V und einen in Reihe geschalteten Widerstand von 140 Ohm.


Ja. Zur Kontrolle kannst Du die Quelle jetzt auch als Stromquelle modellieren. Der Innenwiderstand bleibt natürlich gleich, da die Quelle (von außen betrachtet) das gleiche machen soll wie bisher.

Wenn Du alles richtig machst, liefert die berechnete Stromquelle im Leerlauffall 7,8V an den Klemmen.

Viele Grüße
Michael
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