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[quote=":)"]Man hat vorne einen imaginären Widerstand und hinten einen reelen Für den Gesamtwiderstand muß man (glaube ich) Pythagoras nehmen [latex]Z=\sqrt{Re^{2}+Im^{2} } [/latex][/quote]
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Cathy999
Verfasst am: 27. Apr 2010 21:52
Titel:
Für 50 Hz habe ich nicht gemessen, da ich nicht damit gerechnet habe, verschiedene Ergebnisse zu erhalten...
Ich hatte gedacht, ich bekäme insgesamt ein Ergebnis für Kapazität/Spule und wenige Messungen würden reichen, um ein möglichst genaues Ergebnis zu erhalten...
Hab ich wohl falsch gedacht
Ich glaube nicht, dass ich eine Wiederholung der Messung schaffe.
Nächste Woche Montag ist Abgabetermin und Donnerstag und Freitag haben wir frei...
Aber ich denke, inzwischen hab ich soviele Begründungen, warum das Ergebnis nicht stimmen könnte, dass es eigentlich egal ist ;-)
Und für das nächste (?) mal merke ich mir, vorher zu überlegen, welche Fehler auftreten könnten ...
Vielen Dank noch einmal, es hat mir alles sehr geholfen,
Cathy
schnudl
Verfasst am: 27. Apr 2010 21:32
Titel:
Mit meiner k-Formel kannst du nicht rechnen, da diese ja auf einem reinen C ohne R basiert, du aber ein R in Serie hast.
Hier sind so viele Fragezeichen drin, dass ich dir leider nicht helfen kann, die (qualitativ richtige) Kurve zu verbessern. Hast du z.B. für die Bestimmung von C den Strom bei 50Hz gemessen? Die Spannung war dabei wie groß?
Wenn es möglich ist, solltest du die Messung wiederholen, aber mit einem Oszilloskop anstatt eines Amperemeters.
Chantilly lace
Verfasst am: 27. Apr 2010 19:48
Titel:
Also ich erkenne hier auch noch die Eigeninduktivität des Kondensators
Der wird dadurch bei hohen Frequenzen nicht mehr voll geladen
Cathy999
Verfasst am: 27. Apr 2010 18:03
Titel:
Mh...
eigentlich wollte ich die Excel-Datei anhängen, hat aber nicht funktioniert...
Dann schick ich mal ein Bild dazu...
drunter steht, wie ich es ausgerechnet habe.
ah - merke grad, dass das bild auch zu groß ist...
okay, ich schick's in zwei teilen
schnudl
Verfasst am: 27. Apr 2010 17:15
Titel:
und wie hast du das Z bestimmt? Durch eine Strom-Messung?
Zeig mal deine Originaldaten dazu!
Cathy999
Verfasst am: 27. Apr 2010 15:47
Titel:
Hallo!
Ich hab das ganze mal mit k gemacht, bin mir aber nicht ganz sicher, ob das stimmt...
Kann es sein, dass mein k a) exponentiell gestiegen ist und b) am Ende auf zehn (!!!) ansteigt?
Die Funktion für k heißt laut Excel
0,708* e^(0,000353x)
Ist das möglich?
Außerdem hab ich noch eine ganz dumme Frage: Bei dem Einstellgerät gab es zwei Drehschalter für "Volt": Einmal ein DC Offset und dann eines mit der Beschriftung "Amplitude" und Vpp.
Ich nehm doch das zweite und teile es erst durch 2 (da pp ja der Spitze-Spitze-Wert ist) und dann durch die Wurzel von 2, oder??
Cathy
P.S.:Ich hatte einen Widerstand von 100 Ohm und den Kondensator in Reihe geschaltet.
Dann hab ich das ganze ausgerechnet mit C=
schnudl
Verfasst am: 27. Apr 2010 08:26
Titel:
Wie hast du denn die Kapazität bei den verschiednen Frequenzen gemessen? Strommessung bei vorgegebener Spannung und Frequenz? Folienkondensatoren sind normalerweise sehr gute Kondensatoren. Wenn wir davon ausgehen, dass dieser keinen Defekt hatte, so kann es nur das Messgerät sein:
"Kleiner werdende Kapazitäten" bei höheren Frequenzen deuten auf einen Frequenzgang des Strommessers hin. Wahrscheinlich hast das Messgerät einen Tiefpass eingebaut, der höhere Frequenzen dämpft (so billige Geräte verwendet man normalerweise nur für 50Hz): Bei einer bestimmten Frequenz f zeigt es einen um k(f) zu kleinen Wert an. Du hast diesen Frequenzgang k(f) schon gemessen, ohne es zu wissen:
C0 und I0 sind die Ergebnisse bei tiefen Frequenzen (z.B. f0=50Hz), wo das Gerät noch "gut" anzeigt.
k(f) wird mit steigender Frequenz kleiner. Du musst daher dein Ergebnis für das Sperrfilter für jeden Messpunkt mit 1/k(f) multiplizieren und bekommst so den richtigen Wert heraus.
Mit anderen Worten: Du hast durch die Kapazitätsmessung das Gerät "geeicht" und kannst die Eichkurve dann bei der echten Messung wiederverwenden. Korrigiere deine Kurve und du wirst zufrieden sein!
Cathy999
Verfasst am: 26. Apr 2010 21:31
Titel:
Hallo ;-)
Also, es liegt wohl an ziemlich vielen Störungen...
a) das Messgerät war von Unitec, wohl ein relativ günstiges (im Bereich von 10 Euro ^^).
b) Ich habe mal die Kapazität/Induktivität ausgerechnet von den Gegenständen.
Ergebnis: Die Spule hat eine relativ stabile Induktivität (und sogar bei dem Wert, den ich ausgerechnet habe - *freu*).
Beim Kondensator (übrigens ein Folienkondensator) ist die ausgerechnete Kapazität leider mit steigender Frequenz drastisch nach unten gegangen - während sie die ersten 1500-2000 Hz den bezeichneten Wert auch durchgehalten hat, ist sie ab da plötzlich gesunken. (das war ja auch ungefähr meine Resonanzfrequenz)
Ob es am Messgerät oder am Kondensator liegt weiß ich nicht.
Aber meine Lehrerin meinte heute auch (original Zitat!!), sie hätte sowieso nicht gedacht, dass es überhaupt funktionieren würde und dass es sie gewundert hätte, dass ich überhaupt einen passenden Graphen hinausbekommen hätte...
Also, ich fürchte weiteres Philosophieren ist jetzt sinnlos...
VIELEN DANK an alle, die mir so viel weiter geholfen haben.
Cathy
P.S.:
Falls ich doch noch neue Erfahrungen sammeln sollte, werde ich euch selbstverständlich auf dem Laufenden halten...
schnudl
Verfasst am: 26. Apr 2010 03:50
Titel:
Cathy999 hat Folgendes geschrieben:
Wegen dem Messgerät: Es war ein Multimeter, wegen der Impedanz seh ich morgen.
welches? technische Daten? Es gibt Geräte die du bei Konrad um 10 EUR bekommst und solche von Rhode&Schwarz, die soviel kosten wie ein Neuwagen. Du wirst irgendwo dazwischen liegen...aber wo?
Wegen der Genauigkeit bei hohen Frequenzen kann ich ja mal meine Lehrerin fragen.
du kannst dich bei billigen Multimetern nicht automatisch drauf verlassen, dass diese keinen Frequenzgang haben, der die Messwerte bei höheren Frequenzen abschwächt. Die Lehrerin fragen ist zwar eine erste Möglichkeit, ich glaube aber kaum, dass sie die technischen Daten aller Geräte auswendig kennt, die bei euch so herumstehen.
Ich bin mir sehr sicher, dass es immer 5V waren - man konnte das an einem Drehschalter auswählen und ich bin mir sehr sicher, dass ich das nie geändert habe.
Was für ein Signalgenerator war das? Nur weil wo 5V draufsteht heisst es nicht, dass es auch rauskommt. Übliche Signalgeneratoren haben einen Innenwiderstand von 50 oder 600 Ohm. Da ändert sich je nach Stromstärke natürlich die Spannung.
Ob der Signalgenerator einen Innenwiderstand hat, weiß ich auch nicht. Hat das eine Auswirkung auf meine Rechnung?
Sicher hat es das. Obwohl ich mir deine Messkurven dadurch nicht erklären kann.
Und den Strom hab ich einfach so gemessen, weil es mir das einfachste erschien...
Welchen Unterschied macht es denn, ob ich den Widerstand oder die Stromstärke messe??
Ist es mit dem Widerstand genauer?
Ströme misst man am besten durch den Spannungsabfall an einem bekannten Widerstand (Shunt). Bei dir wäre das der 100 Ohm Widerstand. Bei Strommessungen musst du mit Spannungsabfällen am Gerät rechnen. Und statt des Multimeters nimmtst du dann ein Oszilloskop.
Du solltest dir auch die Bauteile ansehen. Wie gross i st z.B. der Serienwiderstand des Kondensators. Kann es sein dass er defekt ist? Welche Art von Kondensator war es denn? Hast du das dokumentiert?
Cathy999
Verfasst am: 25. Apr 2010 22:28
Titel:
GastMartin hat Folgendes geschrieben:
... und wie genau bestimmst/misst Du die Frequenz?
Ich bestimme sie mit Hilfe von einem Frequenzgenerator.
GastMartin
Verfasst am: 25. Apr 2010 22:08
Titel:
... und wie genau bestimmst/misst Du die Frequenz?
Cathy999
Verfasst am: 25. Apr 2010 21:07
Titel:
Tesla-Fan hat Folgendes geschrieben:
Vielleicht mal die Teile einzeln untersuchen (Frequenzabhängigkeit)
Okay, werd ich machen.
Danke für den Tipp!
Tesla-Fan
Verfasst am: 25. Apr 2010 20:47
Titel:
Hätte die Spule einen nennenswerten Widerstand wäre eine Sperrung nicht möglich
Das ist aber in der Zeichnug der Fall
Es liegt wohl an der Qualität der Bauteile
Gerade bei Kondensatoren erlebt man so manches
Vielleicht mal die Teile einzeln untersuchen (Frequenzabhängigkeit)
Cathy999
Verfasst am: 25. Apr 2010 20:29
Titel:
Oje... :-)
Also, ich werde versuchen, soviel zu beantworten, wie geht, den Rest werde ich morgen nachschauen.
Vorhergesagt habe ich das mit Hilfe der Daten die ich dann aufgrund der Messung hatte: Das heißt ich habe mit der theoretischen Induktivität (die ich ja vorher mit Hand der Resonanzfrequenz (wie ich jetzt weiß, falsch) ausgerechnet habe und dem ohmschen Widerstand (den ich auf 120 Ohm erhöht habe, damit es besser passt - hab ja gedacht, das könnte ich einfach so machen - werde ich auch ändern) das ganze bei Excel eingegeben und ausrechnen lassen.
Wegen dem Messgerät: Es war ein Multimeter, wegen der Impedanz seh ich morgen.
Wegen der Genauigkeit bei hohen Frequenzen kann ich ja mal meine Lehrerin fragen.
Ich bin mir sehr sicher, dass es immer 5V waren - man konnte das an einem Drehschalter auswählen und ich bin mir sehr sicher, dass ich das nie geändert habe.
Ob der Signalgenerator einen Innenwiderstand hat, weiß ich auch nicht. Hat das eine Auswirkung auf meine Rechnung?
Und den Strom hab ich einfach so gemessen, weil es mir das einfachste erschien...
Welchen Unterschied macht es denn, ob ich den Widerstand oder die Stromstärke messe??
Ist es mit dem Widerstand genauer?
Oje, ich merk immer mehr, dass ich keine Ahnung habe
Wir haben bei uns solche Versuche im Unterricht einfach nie gemacht...
Vielen Dank für die Hilfe!! =)
P.S.: Ich hab mal versucht, was passiert, wenn ich den Widerstand von der Spule mit einrechne.
Ergebnis (siehe Bild): Es gibt keinen absoluten "Nullpunkt" mehr (weil sich so ja die beiden Widerstände nicht mehr total ausgleichen). Aber das kann nicht sein, da ich diesen totalen Nullpunkt ja gemessen habe, oder??
Kann ich den ohmschen Widerstand dann vielleicht doch vernachlässigen?? (Es war eine relativ kleine Spule, in so einem steckbauartigen Sortiment...)
schnudl
Verfasst am: 25. Apr 2010 19:39
Titel:
Da kann was nicht stimmen:
Bei f=0 ist der Strom größer als für f=3kHz ? Und das hast du mit der obigen Schaltung gemessen? Glaub ich nicht! Und warum hast du das theoretisch vorhergesagt? Auf Basis welchen Ersatzschaltbildes?
Oder du hast einen Schmutzeffekt in der Messung drin:
*) Wie genau misst das Strommessgerät bei höheren Frequenzen
*) Wie gross ist seine Impedanz?
*) Bist du sicher, dass die Eingansspannung immer gleich 5Vpp war?
*) Hat der Signalgenarator etwa einen Innenwiderstand (meist 600 Ohm)?
Bevor du diese Fragen nicht zuverlässig beantworten kannst, ist deine ganze Messerei Zeitverschwendung...
*) und wieso misst du den Strom nicht über den Widerstand?
Welches Strommessgerät hast du verwendet? In eine Versuchsbeschreibung gehört das alles
definitiv
hinein. Niemand kann sonst nachvollziehen was du gemessen hast.
Cathy999
Verfasst am: 25. Apr 2010 17:39
Titel:
mh...
also, leider kenn ich den ohmschen Widerstand von der Spule nicht, werde ihn so schnell wie möglich messen...
ich glaub mein Fehler war, dass ich den Widerstand von der Spule einfach auf den zweiten Widerstand "addiert" habe - und das ist natürlich falsch...
ich werde mal ausrechnen wie das Diagramm aussieht, wenn ich den Widerstand bei der Spule mit einrechne und mal mit verschiedenen Widerständen "herumexperementieren"
Ach ja, und mein (noch falsche Rechnung) sieht so aus:
Z
=
Also der Betrag von Z lautet dann
schnudl
Verfasst am: 25. Apr 2010 17:32
Titel:
Man muss die rechnung komplex durchziehen. Man kommt dann auf
Da wir aber RL nicht wissen (nur R2=100Ohm) nützt uns das leider wenig. Experiment wiederholen...
:)
Verfasst am: 25. Apr 2010 17:24
Titel:
Man hat vorne einen imaginären Widerstand und hinten einen reelen
Für den Gesamtwiderstand muß man (glaube ich) Pythagoras nehmen
schnudl
Verfasst am: 25. Apr 2010 17:23
Titel:
natürlich kann man das nicht vernachlässigen. wenn man den wert nicht weiss wird es etwas schwierig.
:)
Verfasst am: 25. Apr 2010 17:11
Titel:
Die Frage ist doch,ob man hier den ohmischen Widerstand der Spule vernachlassigen kann?
Cathy999
Verfasst am: 25. Apr 2010 17:05
Titel:
hat Folgendes geschrieben:
Was ist es denn jetzt?
Eine Parallelschaltung?
Das ist schwer auszurechnen (komplex)
Das Thema sind komplexe Zahlen in der Physik ;-)
Nein, aber eigentlich ist das gar nicht so kompliziert auszurechnen, schein halt nur irgendeinen Effekt nicht bedacht zu haben...
Und ja, ist eine Parallelschaltung (d.h. ein Sperrkreis).
Hab mal die Schaltskizze drangehängt...
(sorry, ist noch etwas provisorisch)
:)
Verfasst am: 25. Apr 2010 16:43
Titel:
Was ist es denn jetzt?
Eine Parallelschaltung?
Eine Kapazität mit Widerstand R1 wird zu einer Spule mit Widerstand R2 parallelgeschaltet
Ist das die Schaltung?
Das ist schwer auszurechnen (komplex)
Cathy999
Verfasst am: 25. Apr 2010 14:35
Titel:
Hallo,
1.)ich hab mich mal angemeldet, damit ich das Bild anhängen kann...
(Hoffe, es funktioniert).
Die Legende ist ja daneben, "verbessert" heißt halt, dass ich eine andere Kapazivität (und damit auch Induktivität) angenommen habe.
2.) Den ohmschen Widerstand hab ich zu der Spule dazugerechnet - das hat ja auch funktioniert.
Der verändert ja nur die Höhe von dem "Hochpunkt"/Tiefpunkt und das sah dann eigentlich ganz gut aus...
3.) Ja, die Spannung war konstant. Sie betrug genau 5 V.
4.) Ich hab den Strom mit so einem kleinen Stromstärkemesser von der Schule in Reihe gemessen.
Am Anfang hatte ich ein größeres Gerät, aber da musste ich die Messung verwerfen, weil ich zu oft den Messbereich verändert habe.
Bei der angegebenen Messung hab ich den Messbereich nicht geändert.
5.)Bez. C - ziemlich sicher.
Das stand auf dem Kondensator drauf, es würde mich ehrlich gesagt wundern, wenn es dann nicht stimmen würde.
Wegen der Spule - relativ sicher.
Ich hab die Induktivität mit Hilfe der Resonanzfrequenz ausgerechnet, nach der ja
=
.
Und ich hatte ja C gegeben, und die Resonanzfrequenz, müsste also stimmen.
Cathy
P.S.: Ach ja - ich hab hier das Bild von der Parallelschaltung reingestellt. Bei der Reihenschaltung sieht es natürlich wie das andere aus. (mit dem Höchstwert)
schnudl
Verfasst am: 25. Apr 2010 13:01
Titel:
Theoretisch müsste es so aussehen wie im angefügten Bild.
1) Wie sieht es bei dir aus?
2) Wie gross ist ausserdem der ohmsche Widerstand der Spule? Den musst du zu den 100 Ohm dazuzählen.
3) War die Spannung des Generators über die Frequenz konstant ? Wie gross war diese?
4) Wie wurde der Strom gemessen? Was war der Strom im Resonanzfall?
5) Wie scher bist du bez. C und L ? Du hast C gemessen, oder wie hast du es ermittelt?
Cathy999
Verfasst am: 25. Apr 2010 12:06
Titel:
Hallo
vielen Dank erstmal...
Also, die Kapazität des Kondensators betrug 1μ F, der eingebaute Widerstand waren 100 Ohm, die Induktivität der Spule kannte ich zwar nicht, konnte sie aber ausrechnen (L=17,6mH).
Die Frequenzen gingen bis zu 3000/4000 Hz, die Resonanzfrequenz betrug ziemlich genau 1200 Hz.
Ich hab gelesen, dass bei Spulen bei höherer Frequenz der Skineffekt auftreten kann - laut Beschreibung aber erst ab 100 kHz, was hier ja nicht passt.
Wegen den parasitären Frequenz hab ich mal in mein Diagramm andere Werte für Spule/Kondensator eingegeben.
Das Ergebnis: Bei größerer angenommener Kapazität als bezeichnet verschärfte sich der Unterschied noch.
Hab ich aber angenommen, dass die Kapazität nur noch 60% des eigentlichen Werts beträgt (also nur noch 0,6 μF) und daraufhin auch den Wert der Spule anders ausgerechnet (auf 25mH), haben die erwarteten und die tatsächlichen Werte wirklich perfekt gepasst - sowohl bei der Reihenschaltung als auch bei der Parallelschaltung.
Aber kann das wirklich sein, dass diese parasitären Kapazitäten
a) verursachen, dass die Kapazität des Kondensators nur noch 60% so groß ist (ja, ich geb es ja zu - 1 μF ist auch nicht besonders rießig).
Wie groß sind denn diese parasitären Kapazitäten ungefähr?
b) dass die Kapazität des Kondensators kleiner ist???
das ist ja dann genau die entgegengesetzte "Richtung" wie vermutet, oder?
Ich hab gelesen, dass Spulen oft noch diese parasitären Kapazitäten haben.
Schalten die sich dann wie der ohmsche Widerstand in Reihe oder parallel??
Wenn das bei mir stimmen soll, dürften die sich ja nicht parallel schalten, weil sich parallele Kapazitäten ja addieren.
Danke für eure Ideen!!!
Cathy
schnudl
Verfasst am: 25. Apr 2010 07:40
Titel:
zeig uns mal die Daten!
ThomJet
Verfasst am: 24. Apr 2010 22:28
Titel:
Über welche Frequenzen reden wir denn?
Ich frage deshalb, weil bei hohen Frequenzen kleine parasitäre Kapazitäten auf Leitungen und im sonstigen Versuchsaufbau auf einmal sehr starke Auswirkungen haben können...
Ist nur ein Gedanke...
Grüße
Cathy999
Verfasst am: 24. Apr 2010 19:00
Titel: Siebkreis und Sperrkreis - Versuchsauswertung
Meine Frage:
Hallo ;-)
Ich habe für meine Facharbeit verschiedene Versuche zum Sieb- und Sperrkreis gemacht.
Dazu habe ich z.B. eine Spule, einen Widerstand und einen ohmschen Widerstand in Reihe gesetzt und dann die Stromstärke gemessen.
Dabei habe ich auch die zu erwartenden Werte mit den tatsächlichen verglichen und bei eigentlich allen Versuchen eine seltsame Beobachtung gemacht:
Während bis zur Resonanzfrequenz f0 die gemessenen Werte sehr genau mit den tatsächlichen übereinstimmen (natürlich mit einigen Variationen, z.B. Annahme eines höheren ohmschen Widerstandes als tatsächlich, da ich ja z.B. keine perfekte Spule hatte) ist es so, dass bei höheren Frequenzen die Werte immer weiter auseinandergehen.
Ein Beispiel: Reihenschaltung von Kondensator, Spule, Widerstand.
Bei einem Diagramm mit der Frequenz auf der x-Achse und der Stromstärke bei der y-Achse stimmt bis zur Resonanzfrequenz alles genau (keine Differenzen), es ist ein steiler Anstieg.
Bei größeren Frequenzen als f0 ist es dann so, dass laut den erwarteten Werten die Stromstärke langsam wieder zurückgehen müsste, ein wenig wie eine Asymptote.
Mein Messergebnis: es geht relativ steil wieder zurück (fast so steil wie hoch, auch wenn es ein wenig abflacht - aber längst nicht so stark wie es müsste), und am Ende unterscheiden sich die beiden Graphen um 15 mA (bei einem Spitzenwert von 37 mA).
Hat jemand vielleicht eine Idee, woran es liegen könnte??
Meine Ideen:
Ich hab ehrlich gesagt nicht wirklich eine Idee ;-)
An den Messergebnissen dürfte es eigentlich nicht liegen - ich habe diesen Effekt jetzt bei vier verschiedenen Versuchen beobachte (bei den anderen kam ich noch nicht zum Auswerten) und ich erhielt überall bis zur Resonanzfrequenz die exakt erwarteten Werte, danach stimmten die Werte nicht mehr überein.
Ich wäre sehr dankbar für Ideen, mir fällt grad nichts mehr ein...