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[quote="frustudent"]So: Schau mal oben in deinem ersten Post. Vor dem Differential steht doch noch ein Vorfaktor. Wenn du den an unser Differential ranmultiplizierst, kürzt sich das C weg und du kommst auf das richtige Ergebnis. Den Maschensatz und somit die DGL hast du richtig aufgeschrieben. Die DGL zu lösen geht anders (Es ist eine lineare inhomogene DGL 1. Ordnung, wenn es dich interessiert.) ist aber nicht danach gefragt, schliesslich wollen die an keiner Stelle i(t) wissen. di/dt ist der momentane Anstieg. di ist infinitesimal klein, interpretier da bitte nichts hinein, dass i groß wird mit der Zeit. Ich vermute, die Aufgabensteller wollen etwas in dieser Richtung hören: "Wenn der Schalter geschlossen wird, so steigt der Strom sprunghaft an. Da die Ableitung di/dt der Anstieg des Stromes ist, ist die Ableitung somit unendlich groß. Daraus folgt..." Denk nochmal über die Aufgabe nach, dann sehen wir mal weiter.[/quote]
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Asg
Verfasst am: 21. Jun 2013 09:51
Titel: DANKE!!!
Hallo GvC,
vielen Dank für die einfache und verständliche Erklärung. Nun verstehe ich es auch.
Danke euch beiden vielmals für die Unterstützung.
Liebe Grüße
Asg
GvC
Verfasst am: 18. Jun 2013 15:22
Titel:
Asg hat Folgendes geschrieben:
...
Dann lasse ich die DGL für die Aufgabe
a)
so stehen:
...
Und zwar ich integriere beide Seiten und löse die Gleichung nach
auf:
...
Und was jetzt kommt, ist von vorne bis hinten falsch. Denn Du hast beim nachfolgenden Integrieren so getan, als ob i(t) konstant sei (wie sonst kämest Du beim Zeitintegral des Stromes auf i*t?).
frustudent hatte bereits angedeutet, dass es sich um eine inhomogene Differentialgleichung erster Ordnung handelt. Die wird nach einem speziellen Verfahren gelöst, von dem Du möglicherweise noch nie etwas gehört hast, und das hier auch nicht Gegenstand der Diskussion ist. Denn Du solltest laut offizieller Aufgabenstellung
a) die Dgl. für den Strom i(t) aufstellen (was Du bereits gemacht hast),
b) den Anfangsstrom i(t=0) bestimmen und
c) feststellen, ob die Anfangssteigung des Stromes größer, kleiner oder gleich Null ist.
Schauen wir uns also die Dgl. nochmal an:
Schau dabei zunächst mal auf den Term, der das Induktionsgesetz beinhaltet (Spannung an der Induktivität):
Aus dem kannst Du direkt ablesen, dass der Strom durch eine Induktivität sich nicht sprunghaft ändern kann, denn das würde eine unendlich hohe Spannung erfordern, was praktisch nicht möglich ist. Da der Strom vor dem Schalten Null ist, muss er auch unmittelbar nach dem Schalten Null sein, womit Aufgabenteil b) bereits gelöst wäre.
Zu c)
Da habt ihr beide, Du und frustudent, allerdings Fehler gemacht. Denn zum Zeitpunkt t=0 ist die Ableitung des Stromes weder Null, wie Du gemeint hast, noch unendlich, wie frustudent gemeint hat.
frustudent hat Folgendes geschrieben:
Ich vermute, die Aufgabensteller wollen etwas in dieser Richtung hören:
"Wenn der Schalter geschlossen wird, so steigt der Strom sprunghaft an. Da die Ableitung di/dt der Anstieg des Stromes ist, ist die Ableitung somit unendlich groß. Daraus folgt..."
Bereits aus der Dgl. lässt sich die Ableitung des Stromes zur Zeit t=0 ablesen. Dazu muss man allerdings wissen, dass i(0)=0, was mittlerweile ja geklärt ist. Die Dgl., die ja nichts anderes als der Maschensatz ist, sagt dazu
Mit
folgt daraus
Die Ableitung ist also größer Null, d.h. der Strom steigt nach Schließen des Schalters an.
Asg
Verfasst am: 18. Jun 2013 13:10
Titel:
Hallo frustudent,
frustudent hat Folgendes geschrieben:
Schau mal oben in deinem ersten Post. Vor dem Differential steht doch noch ein Vorfaktor. Wenn du den an unser Differential ranmultiplizierst, kürzt sich das C weg und du kommst auf das richtige Ergebnis.
Uupss, stimmt, das habe ich total übersehen.
frustudent hat Folgendes geschrieben:
Den Maschensatz und somit die DGL hast du richtig aufgeschrieben.
Immer hin, einen Teil habe ich richtig gemacht - war keine Absicht
Dann lasse ich die DGL für die Aufgabe
a)
so stehen:
frustudent hat Folgendes geschrieben:
Die DGL zu lösen geht anders (Es ist eine lineare inhomogene DGL 1. Ordnung, wenn es dich interessiert.) ist aber nicht danach gefragt, ...
So, ich weiß nicht, ob es so richtig ist, die DGL zu lösen, aber ich habe es einfach versucht, auch dass danach nicht gefragt ist...
Und zwar ich integriere beide Seiten und löse die Gleichung nach
auf:
Wenn es falsch ist (was höchst wahrscheinlich auch der Fall sein wir
), dann werde ich mich damit nach den Übungen nochmals auseinander setzen.
frustudent hat Folgendes geschrieben:
... schliesslich wollen die an keiner Stelle i(t) wissen.
In der Aufgabe b) ist doch der Strom
gesucht, oder verstehe ich es falsch??
frustudent hat Folgendes geschrieben:
di/dt ist der momentane Anstieg. di ist infinitesimal klein, interpretier da bitte nichts hinein, dass i groß wird mit der Zeit.
ist doch zum Zeitpunk 0 (oder davor, weil der Schalter ja bei
???) unendlich klein, sobald aber der Schalter geschlossen wird, fließt doch Strom und deshalb meinte ich:
wächst mit der Zeit.
Tut mir leid, dass ich da auf dem Schlauch stehe..
frustudent hat Folgendes geschrieben:
Ich vermute, die Aufgabensteller wollen etwas in dieser Richtung hören:
"Wenn der Schalter geschlossen wird, so steigt der Strom sprunghaft an. Da die Ableitung di/dt der Anstieg des Stromes ist, ist die Ableitung somit unendlich groß. Daraus folgt..."
Sprunghaft deshalb, weil
und
, richtig?
frustudent hat Folgendes geschrieben:
Da die Ableitung di/dt der Anstieg des Stromes ist, ist die Ableitung somit unendlich groß. Daraus folgt..."
, dass der Strom nach dem Schließen des Schalters steigt und mit der Zeit fällt, als der Strom nähert sich der Asymptote.
Aber, wenn ich die Kurve dazu mir anschaue, dann steigt doch der Strom nicht sprunghaft, sondern allmählich von Null und nähert sich der Asymptote.
Die Sprungantwort-Kurve für die RL-Schaltung sieht nach einer logarithmischer Funktion aus.
Ich versteh aber die Ableitung anders als die Kurve im Bild:
und
Könntest Du mir bitte erklären, worin mein Denkfehler besteht?
frustudent hat Folgendes geschrieben:
Denk nochmal über die Aufgabe nach, dann sehen wir mal weiter.
Und nun?
Danke dir ganz herzlich für deine Geduld und Hilfe.
Viele Grüße
Asg
PS: Dein Nickname würde mir aber besser passen
frustudent
Verfasst am: 17. Jun 2013 09:38
Titel:
So:
Schau mal oben in deinem ersten Post. Vor dem Differential steht doch noch ein Vorfaktor. Wenn du den an unser Differential ranmultiplizierst, kürzt sich das C weg und du kommst auf das richtige Ergebnis.
Den Maschensatz und somit die DGL hast du richtig aufgeschrieben. Die DGL zu lösen geht anders (Es ist eine lineare inhomogene DGL 1. Ordnung, wenn es dich interessiert.) ist aber nicht danach gefragt, schliesslich wollen die an keiner Stelle i(t) wissen.
di/dt ist der momentane Anstieg. di ist infinitesimal klein, interpretier da bitte nichts hinein, dass i groß wird mit der Zeit.
Ich vermute, die Aufgabensteller wollen etwas in dieser Richtung hören:
"Wenn der Schalter geschlossen wird, so steigt der Strom sprunghaft an. Da die Ableitung di/dt der Anstieg des Stromes ist, ist die Ableitung somit unendlich groß. Daraus folgt..."
Denk nochmal über die Aufgabe nach, dann sehen wir mal weiter.
Asg
Verfasst am: 16. Jun 2013 15:30
Titel:
frustudent hat Folgendes geschrieben:
Dann solltest du das schleunigst nachholen. Ich weiss zwar nicht, was du genau studierst, es scheint aber etwas Technisches zu sein, von daher wird dir so etwas immer wieder begegnen.
Und wie du recht hast..
Ich muss einiges nachholen und ich werde mich ganz bestimmt damit auseinander setzen, denn das sind die wirklichen Grundlagen, wie du zu recht sagt.
Im Semester kann ich leider, bedingt durch vielen Veranstalltungen und Übungen, nicht alles nachholen, aber in den Semesterferien bzw. vorlesungsfreie Zeit steht dies ganz oben auf meinem Plan...
frustudent hat Folgendes geschrieben:
Um auf die endgültige Gleichung zu kommen, musst du einfach nur ableiten:
Ich habe mir gerade das Thema
Ableitung bzw. Differenzieren
angeschaut und die Funktion abgeleitet.
Dabei bekomme ich dieselbe Lösung wie deine, aber im Skript steht:
Und bei unserer Lösung wird das ganze durch
genommen:
Woran kann denn diese Abweichung liegen?
frustudent hat Folgendes geschrieben:
Die DGL stellst du mittels des Maschensatzes auf:
"Die Summe aller Spannungen in einer Masche addiert sich zu 0."
Ja, das habe ich auch mittlerweile:
frustudent hat Folgendes geschrieben:
Eine Spannung,
hast du bereits gegeben. Wie groß ist die Spannung, die über R abfällt? Und wie berechnest du die Spannung, die über L abfällt?
frustudent hat Folgendes geschrieben:
Das alles zusammenaddiert (achte auf die Vorzeichen) muss 0 ergeben. Das ist deine DGL, die es zu lösen gilt.
Sollte die Gleichung nicht nach
aufgelöst werden, da in der Aufgabe nach
gefragt ist?
Bei der Aufgabe b) ist nach
für
gefragt:
Da muss ich doch nur
setzen, dann bekomme ich
Und bei der Aufgabe c) soll anhand der DGL der Strom-Verlauf begründet werden.
Wenn ich es richtig sehe, dann müste der Stom nach dem Einschalten steigen.
Meine Begründung:
Nach dem Einschalten vergeht Zeit, d. h.
wird immer größer. Da
bzw.
???? der "haupt" Faktor der Gleichung ist und sie ist positiv und im Zähler - also
ist proportional zu
- steigt der Strom
bei wachsender Zeit
.
Aber der Strom steigt doch nicht unendlich mit der Zeit.
Wie könnte man es denn richtig begründen?
Danke vielmals für die Mühe und Hilfe.
Viele Grüße
Asg
frustudent
Verfasst am: 16. Jun 2013 13:43
Titel:
Und da ich es vergessen habe:
Die DGL stellst du mittels des Maschensatzes auf:
"Die Summe aller Spannungen in einer Masche addiert sich zu 0."
Eine Spannung,
hast du bereits gegeben. Wie groß ist die Spannung, die über R abfällt? Und wie berechnest du die Spannung, die über L abfällt?
Das alles zusammenaddiert (achte auf die Vorzeichen) muss 0 ergeben. Das ist deine DGL, die es zu lösen gilt.
frustudent
Verfasst am: 16. Jun 2013 13:39
Titel:
Zitat:
Ich bin bei Integral und Differenzial Rechnung leider nicht ganz auf der Höhe
Dann solltest du das schleunigst nachholen. Ich weiss zwar nicht, was du genau studierst, es scheint aber etwas Technisches zu sein, von daher wird dir so etwas immer wieder begegnen.
Um auf die endgültige Gleichung zu kommen, musst du einfach nur ableiten:
Asg
Verfasst am: 16. Jun 2013 12:04
Titel:
Hallo,
frustudent hat Folgendes geschrieben:
1) Wie kommst du von C auf I*t/U? Wo kommt denn der Strom I her? Der Strom ist doch eindeutig zeitabhängig...
Wenn du auf: Q=C*U hinaus willst:
Ja, genau. Da
habe ich
entsprechend ersetzt.
frustudent hat Folgendes geschrieben:
2) Du kürzt anscheinend U mit
. Das sind doch unterschiedliche Größen, zudem du nichtmal erklärst, was dein U überhaupt ist.
Ja, da ersetze ich auch falsch
Also es geht um folgendes:
Bei einer Übung mit RL Schaltung soll die DGL für
bestimmt werden und anschließend
zum Zeitpunk
berechnet werden. s. Aufgabenstelung im Anhang.
Dazu habe ich lange recherchiert und eine ähnliche Berechnug für RC Schaltung in einem Skript (
15.Einschwingvorgänge 1. Ordnung
) gefunden.
Seite:
Skripte zur Vorlesung "Elektrotechnik für Bachelor"
Ich denke, dort muss nur
durch
ersetzt werden.
Dazu würde ich gerne erstmal die DGL für RC-Glied verstehen, um sie dann auf RL-Glied anwenden zu können.
Kannst Du mir bitte sagen, ob dies funktionieren wird und wie überhaupt das Ergebnis im Skript zustande kommt?
Ich bin bei Integral und Differenzial Rechnung leider nicht ganz auf der Höhe
Danke nochmals
Liebe Grüße
Asg
frustudent
Verfasst am: 16. Jun 2013 10:50
Titel:
Ja, weil du einige Fehler machst:
1) Wie kommst du von C auf I*t/U? Wo kommt denn der Strom I her? Der Strom ist doch eindeutig zeitabhängig...
Wenn du auf: Q=C*U hinaus willst:
2) Du kürzt anscheinend U mit
. Das sind doch unterschiedliche Größen, zudem du nichtmal erklärst, was dein U überhaupt ist.
3) Was geschieht denn bitte mit deiner zeitlichen Ableitung?
AS
Verfasst am: 16. Jun 2013 09:46
Titel: Die DGL Herleitung für Strom kann ich nicht nachvollziehen
Guten Morgen,
in einem Skript wird die DGL für den Strom i(t) in einer RC-Schaltung wie folgt hergeleitet:
Im Skript:
Mein Versuch:
Wenn ich aber die Funktion zu Ende rechne, erhalte ich ein anderes Ergebnis:
Frage:
Kann mir bitte jemand sagen, wie sie zustande kommt?
Vielen vielen Dank.
Liebe Grüße
AS