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[quote="infinit386"]Hi danke für die Antwort. hat mir sehr weitergeholfen. Ich bin froh, dass ich noch so eine Aufgabe gemacht habe, weil ich jetzt erst das Prinzip dahinter wirklich verinnerlicht habe... Mein Denkfehler war, dass ich bei drei Knoten auch drei Gleichungen brauche. Da Ua ja bekannt ist mit Ua = U müssen nur noch die Gleichungen für Ub und Uc aufgestellt werden. Bei den Gleichungen habe ich dann immer den Ua-Teil unterschlagen sprich: Ub4G - Uc2G = Ik -Ub2G + Uc4G = U2G was ja selbstverständlich falsch ist... Mit der Knotenregel -Ik + Iab - Ibc = 0 Iab = (Ua-Ub)2G Ibc = (Ub-Uc)2G sieht man ja dass auch Ua enthalten sein muss... Was mir noch nicht so klar ist, warum man Leitwerte nimmt? Nur damit, dass einfacher zu rechnen ist, so dass ich keine Quotienten in der Gleichung habe?[/quote]
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infinit386
Verfasst am: 28. Feb 2012 20:54
Titel:
nee ist natürlich exakt das selbe
GvC
Verfasst am: 28. Feb 2012 13:05
Titel:
infinit386 hat Folgendes geschrieben:
Was mir noch nicht so klar ist, warum man Leitwerte nimmt?
Das ohmsche Gesetz lautet nun mal I=U*G. Statt G kannst Du natürlich auch 1/R nehmen. Ist doch alles dasselbe. Oder wo siehst Du da einen Unterschied?
infinit386
Verfasst am: 28. Feb 2012 11:53
Titel:
Hi danke für die Antwort.
hat mir sehr weitergeholfen. Ich bin froh, dass ich noch so eine Aufgabe gemacht habe, weil ich jetzt erst das Prinzip dahinter wirklich verinnerlicht habe...
Mein Denkfehler war, dass ich bei drei Knoten auch drei Gleichungen brauche.
Da Ua ja bekannt ist mit Ua = U müssen nur noch die Gleichungen für Ub und Uc aufgestellt werden.
Bei den Gleichungen habe ich dann immer den Ua-Teil unterschlagen
sprich:
Ub4G - Uc2G = Ik
-Ub2G + Uc4G = U2G was ja selbstverständlich falsch ist...
Mit der Knotenregel -Ik + Iab - Ibc = 0
Iab = (Ua-Ub)2G
Ibc = (Ub-Uc)2G
sieht man ja dass auch Ua enthalten sein muss...
Was mir noch nicht so klar ist, warum man Leitwerte nimmt? Nur damit, dass einfacher zu rechnen ist, so dass ich keine Quotienten in der Gleichung habe?
GvC
Verfasst am: 28. Feb 2012 00:15
Titel:
Ich glaube, Du hast das Knotenspannungsverfahren noch nicht verstanden. Es geht darum, die Spannungen der Knoten bzgl. eines willkürlich ausgewählten "Nullknotens" zu bestimmen. Wenn man die Knotenspannungen erstmal hat, lässt sich jeder Zweigstrom nach Maschensatz und ohmschem Gesetz bestimmen.
Im ersten Beispiel sind lediglich die Knotenspannungen der Knoten B und C zu bestimmen. (Der "Nullknoten" ist hier offenbar der untere Knoten). Die Knotenspannungen sind mit Hilfe der Knotenpunktgleichungen für jeden der unabhängigen Knoten zu bestimmen. Die Spannung des Knotens A ist bereits bekannt, nämlich UA=U1 (ideale Spannungsquelle). Also braucht für diesen Knoten auch keine Gleichung aufgestellt zu werden.
Die Knotenpunktgleichung für den Knoten B lautet
Nach ohmschem Gesetz ist
Wegen
lässt sich für
auch schreiben
Nach Ausmultiplizieren erhältst Du
und
Du siehst an dieser Stelle übrigens, dass sich die Zweigströme aus Teilströmen infolge der am jeweiligen Zweig beteiligten Knotenspannungen zusammensetzen. Wenn Du den Überlagerungssatz begriffen hast, wirst Du in Zukunft bei der Aufstellung der Knotenpunktgleichung nicht mehr den Umweg über die Zweigströme nehmen müssen (dabei sind wir hier ja gerade noch), sondern kannst von Vornherein den Knotenpunktsatz für jeden Knoten formulieren als "Die Summe
aller
an einem Knoten beteiligten
Teil
ströme ist Null". Dabei definiert man aus Praktikabilitätsgründen die vom Knoten wegfließenden Ströme als positiv, die zufließenden negativ.
Zurück zur obigen Knotenpunktgleichung für Knoten B und die daran beteiligten Zweigströme: Setze diese beiden Ströme IAB und IBC jetzt mal in die Knotenpunktgleichung ein:
Jetzt sortierst Du ein bisschen und bringst die Terme mit den vorgegebenen Größen auf die rechte Seite der Gleichung (neben Ik ist auch U*2G offensichtlich ein eingeprägter Strom, denn U ist ja bekannt):
Und siehe da: ganz automatisch und ohne weitere gedankliche Klimmzüge landet der Term 2UG als einer der am Knoten B beteiligten eingeprägten Ströme auf der rechten Seite der Gleichung.
Ich möchte Dir also raten, nicht nach einem irgendwie auswendig gelernten (und nicht verstandenen) Schema vorzugehen, sondern Dir immer vor Augen zu führen, was Du da eigentlich machst, nämlich die Knotenpunktgleichung für den jeweiligen Knoten aufstellen: Die Summe
aller
am jeweiligen Knoten beteiligten
Teil
ströme ist Null. So auch für Knoten C:
(Hier kommt offenbar ein weiterer eingeprägter Teilstrom hinzu, nämlich der infolge U2, also U2*G.)
Da U2=U und U1=U, lautet die Gleichung für den Knoten C dann
Wenn Du dieses Gleichungssystem in Matrizenform schreibst, erkennst Du auch eine gewisse Struktur: In der Hauptdiagonalen der sog. Leitwertmatrix steht jeweils die Summe der an dem entsprechenden Knoten anliegenden Leitwerte, an allen anderen Stellen die negativen Koppelleitwerte. Wenn Du das erstmal verinnerlicht hast, kannst Du das in Zukunft auch immer automatisch anwenden, solltest aber nie vergessen, dass Du in jeder Zeile die Knotenpunktgleichung für den entsprechenden Knoten stehen hast.
Zu Deinem zweiten Beispiel:
infinit386 hat Folgendes geschrieben:
Nach der Knotengleichung für A müsste dann ja da auch noch der Strom I und IAB enthalten sein, was sie ja nicht sind!
Natürlich sind sie das, es sind aber keine eingeprägten Ströme:
Außerdem noch
Multiplizier das alles mal aus, setze es in die Knotenpunktgleichung für Knoten A ein
sortiere und fasse zusammen, dann erhältst Du haargenau die Knotenpunktgleichung, die in der ersten Zeile der Matrizengleichung in der Musterlösung steht.
Vielleicht kommst Du nach meinen obigen Ausführungen jetzt auch auf diese Gleichung, ohne den Umweg über die Zweigströme zu machen, sondern indem Du von Vornherein den Knotenpunktsatz in der Form "Die Summe
aller Teil
ströme an einem Knoten ist Null" verwirklichst.
infinit386
Verfasst am: 27. Feb 2012 23:03
Titel:
Hi danke für die Hilfe, aber ich steh immer noch auf dem Schlauch.
Ich hab das Knotenspannungsverfahren so verstanden, dass auf die rechte Seite nur die Quellenströme kommen!
D.h. dass bei Knoten B nur Ik auf die rechte Seite kommt.
ich habe nochmal eine Aufgabe um zu erläutern, was ich meine:
In der angehängten Aufgabe bei Knoten A steht auch nur UG
sprich 4UaG -2UbG -1UcG = UG
Nach der Knotengleichung für A müsste dann ja da auch noch der Strom I und IAB enthalten sein, was sie ja nicht sind!
Wo ist mein Denkfehler???
Telefonmann
Verfasst am: 27. Feb 2012 17:23
Titel:
leer.
kingcools
Verfasst am: 27. Feb 2012 16:59
Titel:
Telefonmann hat Folgendes geschrieben:
GvC hat Folgendes geschrieben:
Kannst du Netzwerke nur berechnen, wenn Dir irgend jemand die Stromrichtungen vorgibt?
Ich zeichne bevor ich losrechne tatsächlich ganz gerne ein paar Pfeilchen in den Schaltplan ein. Das finde ich bezüglich der Vorzeichen ganz hilfreich.
MfG
Glaube das meint er auch so ^^
Telefonmann
Verfasst am: 27. Feb 2012 14:51
Titel:
leer.
GvC
Verfasst am: 27. Feb 2012 09:00
Titel:
Telefonmann hat Folgendes geschrieben:
Hallo GvC,
die Richtung ist zwar vorgegeben, aber die ausführliche Rechnung zeigt, dass ausgerechnet diese scheinbar "falsch" herum eingezeichnet ist.
Ja und? Was ist verkehrt daran, wenn Du für die vorgegebene Richtung etwas Negatives herausbekommst? Es bleibt doch alles richtig!
Kannst du Netzwerke nur berechnen, wenn Dir irgend jemand die Stromrichtungen vorgibt? Lässt Du Aufgaben liegen, in denen keine Stromrichtungen vorgegeben sind? Dann wirst Du aber Probleme bekommen.
Um zur vorliegenden Aufgabe zurückzukommen:
Als Ergebnis für den in der Aufgabe erfragten Strom I in der vorgegebenen Richtung ergibt sich nach Knotenspannungsverfahren genauso wie mit jedem anderen Verfahren (Maschenstromverfahren, Überlagerungsverfahren, Ersatzquellenverfahren, vollständiges Gleichungssystem) immer derselbe Wert, nämlich
Telefonmann
Verfasst am: 27. Feb 2012 08:46
Titel:
leer.
GvC
Verfasst am: 27. Feb 2012 07:44
Titel:
Telefonmann hat Folgendes geschrieben:
... weil man am Anfang eben nicht weiß in welche Richtungen die Ströme im Detail fließen.
Braucht man auch nicht, denn es ist nur nach einem Strom gefragt. Und dessen Richtung ist vorgegeben.
Selbst wenn man die anderen Ströme bestimmen will, braucht man nicht zu verzweifeln. Dann gibt man denen halt eine Richtung selber vor, z.B. für den Strom von A nach B von links nach rechts, von B nach C von links nach rechts, von C nach 0 von oben nach unten und von A nach 0 von oben nach unten. Alle diese Ströme lassen sich mit den beiden berechneten Knotenspannungen bestimmen:
wobei I ja bereits gelöst wurde zu
Wieso man dazu das vollständige Gleichungssystem braucht, will mir nicht einleuchten. Wozu hat man denn das Knotenspannungsverfahren gelernt? Das soll doch vereinfachend wirken! Und das tut es auch, wenn man sich nur drauf einlässt.
Telefonmann
Verfasst am: 27. Feb 2012 01:20
Titel:
infinit386 hat Folgendes geschrieben:
Ich verstehe einfach nicht, warum bei Knoten B 2UG steht???
Hallo infinit386,
es gilt doch U = Ua und damit (Ub2G - Ua2G) + (Ub2G - Uc2G) = Ik. Das ist also die Knotenregel für die ein-, bzw. ausgehenden Ströme am Knoten B.
Ich habe die komplette Lösung aber auch nur über alle 6 Gleichungen mit 6 Unbekannten gefunden (3x Knotenregel + 3x Maschenregel), weil man am Anfang eben nicht weiß in welche Richtungen die Ströme im Detail fließen.
Gruß
infinit386
Verfasst am: 26. Feb 2012 21:31
Titel: Knotenspannungsverfahren
Hi,
ich habe ein Problem mit dem Nachvollziehen der folgenen Aufgabe(siehe Anhang)
Wenn ich selber die Knotengleichungen aufstelle sieht das folgendermaßen aus:
Knoten B: Ub4G -Uc2G = Ik/G
Knoten C: -Ub2G + Uc4G = UG
In der Lösung steht allerdings:
Knoten B: Ub4G -Uc2G = 2UG + Ik
Knoten C: -Ub2G + Uc4G = 2UG
Ich verstehe einfach nicht, warum bei Knoten B 2UG steht???