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Wimme
Anmeldungsdatum: 05.03.2008
Beiträge: 50
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 Wimme Verfasst am: 11. März 2008 10:51 Titel: Allgemeine Fragen zu Schaltungen |
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Hallo!
Da ich nun doch eingesehen habe, dass ich erst einmal den Grundlegenden Stoff aufholen muss um späteren zu verstehen, möchte ich in diesem Thread gerne Grundlegende Fragen zu Schaltungen stellen, die bei mir so aufkommen.
1. Soweit ich das verstanden habe, fließt der Strom ja physikalisch vom Minus zum Pluspol. Das kann man sich so vorstellen, dass es am Minuspol einen Elektronenüberschuss gibt, die dann aufgrund ihrer Ausgleichsbewegung zum Pluspol wandern.
Nun fließt der Strom aber technisch vom + zum - Pol. Warum? Warum macht man überhaupt diese Unterscheidung? Wann sollte ich denn nun die richtige physikalische Stromrichtung betrachten?
2. Spannung fällt ja immer zwischen 2 Punkten ab. Wenn ich mir jetzt einen Punkt einer Schaltung hernehme, dann lege ich seine Spannung fest, indem ich sie auf einen fesen Nullpunkt (=Masse) beziehe. Heißt das, dass in in einer Schaltung beliebig Massensymbole einmalen darf, wenn ich das möchte?
3. Ein Widerstand ändert an der fließenden Stromstärke nichts, richtig? Das heißt, ein Strom ändert sich nur, wenn sich Leitungen teilen?
4. Bitte schaut euch das angehängte Bild an.
Warum genau kann ich unten einfach dieses
U reinzeichnen und dann davon ausgehen, dass die Spannung an jedem Widerstand abfällt?
Hoffe auf baldige Antworten!
Danke!
| Beschreibung: |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 11. März 2008 12:07 Titel: Re: Allgemeine Fragen zu Schaltungen |
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| Wimme hat Folgendes geschrieben: |
1. Soweit ich das verstanden habe, fließt der Strom ja physikalisch vom Minus zum Pluspol. Das kann man sich so vorstellen, dass es am Minuspol einen Elektronenüberschuss gibt, die dann aufgrund ihrer Ausgleichsbewegung zum Pluspol wandern.
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Einverstanden 
| Zitat: |
Nun fließt der Strom aber technisch vom + zum - Pol. Warum?
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Das hat rein historische Gründe. In welche Richtung man die Stromflussrichtung als positiv betrachten möchte, hat man lange vorher festgelegt, bevor man überhaupt das Elektron entdeckt hat. Und nur weil in den meisten Metallen der Stromfluss hauptsächlich durch Elektronentransport von Minus nach Plus erfolgt, hat man die einmal eingeführte Definition der technischen Stromrichtung nicht über den Haufen geworfen.
(In vielen Fällen, zum Beispiel bei Ionenleitung mit positiv geladenen Ionen, fließen die Teilchen, die den Strom transportieren, ja auch wirklich von plus nach minus. )
| Zitat: |
2. Spannung fällt ja immer zwischen 2 Punkten ab.
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Einverstanden
| Zitat: |
Wenn ich mir jetzt einen Punkt einer Schaltung hernehme, dann lege ich seine Spannung fest, indem ich sie auf einen fesen Nullpunkt (=Masse) beziehe.
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Wenn man die "Spannung" eines einzelnen Punktes betrachtet, dann nennt man das nicht Spannung, sondern Potential. Das heißt, das Potential an einem Punkt der Schaltung gibt an, wie groß die Spannung (=Potentialdifferenz) zwischen diesem Punkt und dem Potentialnullpunkt dieser Schaltung ist.
| Zitat: |
Heißt das, dass in in einer Schaltung beliebig Massensymbole einmalen darf, wenn ich das möchte?
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Um den Potentialnullpunkt in deiner Schaltung festzulegen, darfst du dir eine einzige Stelle deiner Schaltung frei als Bezugspunkt wählen. Natürlich hat es oft Vorteile, diese Wahl einigermaßen so zu treffen, dass das einigermaßen üblich ist und dass das viele andere auch so machen würden, dann können alle deine Schaltpläne besser lesen.
Zum Beispiel macht es oft Sinn, den Potentialnullpunkt der Schaltung dorthin zu legen, wo auch die Masse der Spannungsversorgung liegt, die diese Schaltung versorgt. In diesem Fall liegt dann also dein Potentialnullpunkt dort, wo die Masse der Spannungsversorgung eingezeichnet ist.
| Zitat: |
3. Ein Widerstand ändert an der fließenden Stromstärke nichts, richtig? Das heißt, ein Strom ändert sich nur, wenn sich Leitungen teilen?
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Einverstanden, der Strom, der in einen Widerstand hineinfließt, ist gleich groß wie der Strom, der durch diesen Widerstand hindurchfließt und gleich groß wie der Strom, der aus diesem Widerstand herausfließt. Also der Strom vor einem Widerstand gleich groß wie der Strom durch diesen Widerstand und gleich groß wie der Strom nach diesem Widerstand.
Natürlich kann man aber den Strom verändern, der in einer Schaltung fließt, wenn man bei gleicher Versorgungsspannung statt einem kleinen Widerstand einen großen Widerstand einbaut, denn dann fließt natürlich insgesamt weniger Strom.
| Zitat: |
4. Bitte schaut euch das angehängte Bild an.
Warum genau kann ich unten einfach dieses
U reinzeichnen und dann davon ausgehen, dass die Spannung an jedem Widerstand abfällt?
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Weil zwischen Punkten, die nur mit Drähten verbunden sind, also Punkten, zwischen denen kein ohmscher Widerstand liegt, auch keine Spannung anliegen kann. Also müssen alle Punkte links auf demselben Potential sein. Und alle Punkte rechts müssen ebenfalls untereinander alle auf demselben Potential sein. Also ist die Potentialdifferenz zwischen links und rechts (das ist nichts anderes als die Spannung, die zwischen links und rechts anliegt) überall dieselbe.
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Wimme
Anmeldungsdatum: 05.03.2008
Beiträge: 50
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| Wimme Verfasst am: 12. März 2008 14:26 Titel: |
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hey, danke dir Markus für die Mühe!
Denke ich habe alles verstanden.
Ich habe da jedoch noch ein Beispiel, wo ich etwas nicht verstehe. Ich habe die Frage schon einmal woanders gestellt, aber leider keine zufriedenstellende Antwort bekommen. Ich hoffe das stört euch dann nicht, wenn ich hier noch einmal Frage:
Bei gegebener Schaltung ist laut Musterlösung I1 = I2, bei I4 fließt jedoch Strom.
Warum? Wie erkennt man das? Wieso fließt rechts oben kein Strom, unten aber doch? Ich habe öfters das Problem bei Schaltungen, dass ich nicht genau weiß, wie sich der Strom jetzt aufteilt. Hier ist so ein Beispiel dafür.
Wenn ich weiß, dass I1=I2 gilt und bei I4 Strom fließen kann, ist die Aufgabe zu der Schaltung kein Problem mehr.
Hier die Schaltung:
| Beschreibung: |
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Schaltung.JPG |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 12. März 2008 15:37 Titel: |
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Wenn die Klemmen am Ausgang offen sind, also durch nichts verbunden sind, dann fließt bei U_A kein Strom und damit ist dann auch I_4 und U_4 gleich Null.
Dann fließt der Strom, der vom Eingang kommt, durch die Widerstände R1, R2 und R3, damit ist also I1=I2=I3. Dieser Fall scheint mir in der Musterlösung betrachtet zu werden, von der du sprichst.
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Der Widerstand R4 in dieser Schaltung spielt nur dann eine Rolle, wenn die Klemmen am Ausgang verbunden sind. Sind die Klemmen am Ausgang zum Beispiel ohne Widerstand verbunden, also kurzgeschlossen, dann ist U_A=0, und es fließt dann ein Strom I4 durch den Widerstand R4, der ungleich Null ist (und die Spannung U4 ist dann ebenfalls ungleich Null).
In diesem Fall ist dann nicht I1=I2, sondern I1=I2+I4, da sich der Strom dann an der Verzweigung aufteilt.
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Wimme
Anmeldungsdatum: 05.03.2008
Beiträge: 50
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| Wimme Verfasst am: 12. März 2008 15:59 Titel: |
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Hi!
Also als Musterlösung gibt es folgende Ergebnisse:
R1 = 400Ohm
I2=I1=15mA
U2=12V
U3=6V
I3=12mA
I4=3mA
U4=6V
R4=2000Ohm
Was genau sind eigentlich Klemmen? Wie sind sie "offen"? Warum gibt es überhaupt UE und UA? Ich verstehe ja, wenn es eine Spannungsquelle gibt, aber was ist dieses UA überhaupt? Es ist doch keine weitere Spannungsquelle oder?
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 12. März 2008 19:45 Titel: |
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Hoppla, dann habe ich bisher wohl noch danebengeraten, was die genaue Aufgabenstellung angeht.
Magst du mal die genaue wörtliche Aufgabenstellung zu deiner Aufgabe angeben, falls da eine dabei war? Das würde es zumindest mir einfacher machen, aus dieser Aufgabe schlau zu werden.
Zuletzt bearbeitet von dermarkus am 12. März 2008 19:55, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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Wimme
Anmeldungsdatum: 05.03.2008
Beiträge: 50
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| Wimme Verfasst am: 12. März 2008 19:49 Titel: |
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die Aufgabenstellung lautete einfach:
a) Berechnen Sie R1, I2 und U2 fuer I1 = 15mA.
b) Berechnen Sie weiter U3 und I3 sowie I4, U4 und R4.
c) Welcher Wert liegt fur I1 vor, wenn U4 = 3V gilt?
Was mich einfach irritiert ist dieses UA und die Klemmen. Ich verstehe nicht, was das sein soll. Sind das zusätzliche Spannungsquellen, oder wird dort einfach nur angedeutet, dass dort Spannung gemessen wird?
Habe danach noch ein Schaltungsbild, wo ich das gleiche Problem habe...
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 12. März 2008 19:57 Titel: |
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Dann war also die Aufgabe im wesentlichen einfach nur als dieses Bild gestellt, mit den rechts angegebenen Werten als Vorgabe, und man soll die restlichen Größen laut diesem Aufgabentext bestimmen.
Dann merkst du, wenn du dir die angegebenen Werte etwas genauer ansiehst, dass die Klemme rechts unten (der kleine Kreis rechts unten) auf dem gleichen Potential liegen muss wie die Klemme links unten.
Das führt mich zu der starken Vermutung, dass du dir das ganze hier einfach so vorstellen kannst und sollst, dass die Klemme rechts unten und die Klemme links unten beide mit dem Minuspol einer Spannungsquelle verbunden ist, die von links U_E liefert, und die Klemme links oben mit dem Pluspol dieser Spannungsquelle verbunden ist.
Und dass zwischen der Klemme rechts oben und der Klemme rechts unten keine Verbindung sein soll (= "offene Klemmen")
Macht das ganze dann für dich so viel Sinn, dass du das anfangen kannst, zu rechnen?
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U_A sagt einfach nur aus, welche Spannung da rechts gemessen wird.
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Wimme
Anmeldungsdatum: 05.03.2008
Beiträge: 50
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| Wimme Verfasst am: 12. März 2008 20:09 Titel: |
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hmm...so ganz leuchtet mir das nicht ein.
| Zitat: | | Dann merkst du, wenn du dir die angegebenen Werte etwas genauer ansiehst, dass die Klemme rechts unten (der kleine Kreis rechts unten) auf dem gleichen Potential liegen muss wie die Klemme links unten. |
hmm..wieso? 
Das erscheint mir doch alles etwas spekulativ...an einer Stelle ist keine Verbindung, und andere Klemmen sollen auf einmal beide mit dem Minuspol verbunden sein..
Also, wenn ich in einer Schaltung ein UA entdecke, heißt das ja eigentlich nur, dass dort UA gemessen wird, aber nicht, dass da auch eine Spannungsquelle ist, oder?
Wenn ich mir dieses UA da jetzt mal wegdenke, habe ich ja einfach rechts zwei Kreise (vermutlich Klemmen), die irgendwie lose in der Luft rumhängen.
Das würde mich dazu verleiten zu denken, dass in beide rechten Teilstücke kein Strom fließt, denn der wüsste ja nicht, wohin er da soll.
Also dass I2=I4=0 A gelten würde.
Nun fließt bei I4 aber Strom. Was dann wahrscheinlich wie du sagtest heißt, dass dieser Kreis auf einmal gedanklich da ist, wo der linke untere Kreis ist, und dort auch mit dem Minuspol der Spannungquelle verbunden ist. Aber wie man das erkennen soll ist mir absolut schleierhaft...
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 12. März 2008 21:16 Titel: |
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| Wimme hat Folgendes geschrieben: | hmm...so ganz leuchtet mir das nicht ein.
| Zitat: | | Dann merkst du, wenn du dir die angegebenen Werte etwas genauer ansiehst, dass die Klemme rechts unten (der kleine Kreis rechts unten) auf dem gleichen Potential liegen muss wie die Klemme links unten. |
hmm..wieso?
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Schau dir mal konkret die gegebenen Werte an:
Weil 6 V+18 V=24 V.
| Zitat: |
und andere Klemmen sollen auf einmal beide mit dem Minuspol verbunden sein..
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Ich kann dir bisher nur sagen, dass es damit funktioniert. Möglicherweise ist es übliche Konvention, dass bei so einer Schaltung sowohl U_A als auch U_E immer auf derselben Masse geerdet sein sollen, das können dir unsere Elektronikexperten hier sicher mit größerer Sicherheit sagen als ich.
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Wimme
Anmeldungsdatum: 05.03.2008
Beiträge: 50
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| Wimme Verfasst am: 12. März 2008 22:03 Titel: |
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das würde hier aber nicht passen, oder?
Bei folgender Schaltung fließt nämlich, auch nach Aufgabenstellung, oben Strom. Was unten passiert, weiß ich nicht.
| Beschreibung: |
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schaltung2.JPG |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 12. März 2008 23:10 Titel: |
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Magst du auch hier mal die Aufgabenstellung mit dazuschreiben? In deiner letzten Aufgabe oben standen da ja noch zusätzliche Angaben drin, die im Bild nicht gezeigt waren. Vielleicht ist das ja jetzt wieder so.
In diesem Bild sind auf jeden Fall schon mal die beiden unteren Klemmen auf gleichem Potential, denn sie sind ja direkt miteinander verbunden.
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Wimme
Anmeldungsdatum: 05.03.2008
Beiträge: 50
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| Wimme Verfasst am: 12. März 2008 23:39 Titel: |
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entschuldige. hier ist die Aufgabe:
a) Berechnen Sie I1, I2 sowie U2 fur I3 = 2mA.
b) Berechnen Sie UE und UA. (Es gilt weiterhin I3 = 2mA.)
c) Welche Werte liegen fur I2 und I3 vor, wenn UE = 20V gilt?
Wie musste man, unter Berucksichtigung dieser Ergebnisse, R3 verandern, um UA = 5V
zu erhalten?
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 12. März 2008 23:44 Titel: |
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Okay, dann kannst du ja hier einfach der Aufgabenstellung folgen und nacheinander das ausrechnen, was jeweils gefragt ist.
U_A bedeutet ja "Ausgangsspannung". Je nachdem, was man an diesen Ausgang dranhängt (zum Beispiel einen Verbraucher mit einem bestimmten Widerstand) ändert sich der Strom I3 und die Spannung U_A am Ausgang.
Das heißt, das Schaltbild zeigt dir den Teil der Schaltung, der immer gleichbleibt, und die Aufgabenstellung erzählt dir dann, was das, was am Ausgang rechts noch dranhängt (und nicht im Bild mitgezeichnet ist, weil es sich ja je nach Aufgabenteil verändert), im jeweiligen Aufgabenteil für zusätzliche Festlegungen für Ströme oder Spannungen bedeutet.
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