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Innenwiderstand Einweggleichrichter
 
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Gargy



Anmeldungsdatum: 24.11.2006
Beiträge: 1046

Beitrag Gargy Verfasst am: 20. Apr 2008 15:38    Titel: Innenwiderstand Einweggleichrichter Antworten mit Zitat

Hallo, ich habe 2 Möglichkeiten gefunden, den Innwnwiderstand eines Einweggleichrichters (Bild) zu berechnen.

Zum Einen habe ich eine Formel aus der Vorlesung:



Diese Formel ergibt sich aus der Bestimmung für die Brummspannung .

Dabei ist:
= Lastwiderstand
=Kapazität meines Kondensators zur Glättung
= Frequenz der Wechselspannung

Bevor ich diese Formel gefunden habe, dachte ich mir, ich berechne den Innenwiderstand einfach aus einem Ersatzschaltbild




Leider ist mein Wert nach dieser Variante um den Faktor 10² größer als nach der Formel aus der Vorlesung. Aber ich versteh nicht warum. Warum ist das denn so falsch?



ersatzschaltbild.gif
 Beschreibung:
so habe ich mir das ersatzschaltbild gedacht
 Dateigröße:  9.27 KB
 Angeschaut:  7369 mal

ersatzschaltbild.gif



Aufgabe1-3.gif
 Beschreibung:
An dieser Schaltung habe ich gemessen = mein Einweggleichrichter
 Dateigröße:  5.73 KB
 Angeschaut:  7369 mal

Aufgabe1-3.gif


Gargy



Anmeldungsdatum: 24.11.2006
Beiträge: 1046

Beitrag Gargy Verfasst am: 20. Apr 2008 17:22    Titel: Antworten mit Zitat

Ok, die Formel für ist falsch, zumindest der erste Term. Allerdings ist die Ableitung trotzdem , denn



Ich gebe mal ein paar Zahlen an

1. Messung




2. Messung




Kann mir jemand helfen? Ich will nur wissen, warum meine Überlegung falsch ist... Ich kapier's einfach nicht. Wenn eine Angabe fehlt oder ich mehr erklären soll, bitte sagen, ich will das wirklich rauskriegen.
dermarkus
Administrator


Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788

Beitrag dermarkus Verfasst am: 20. Apr 2008 17:37    Titel: Antworten mit Zitat

Ich habe noch nicht so recht herausgefunden, wie du auf die Position deines in deinem Ersatzschaltbild kommst. Könnte es da mehr Sinn machen, den nicht direkt über den Kondensator zu zeichnen, sondern eine "Verzweigung weiter oben links", also dorthin, wo im anderen Schaltbild die Diode sitzt?
Gargy



Anmeldungsdatum: 24.11.2006
Beiträge: 1046

Beitrag Gargy Verfasst am: 20. Apr 2008 18:11    Titel: Antworten mit Zitat

Hm, ich bin davon ausgegangen, dass der Kondensator zum Innenwiderstand gehört, denn ich greife ja zwischen A und B die Ausgangsspannung ab.

Der ist bei mir der Gesamtwiderstand aus der Parallelschaltung von Diode und Kondensator.
erkü



Anmeldungsdatum: 23.03.2008
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Beitrag erkü Verfasst am: 20. Apr 2008 18:53    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Gargy,

meiner Ansicht nach ist hier zwischen dem Innenwiderstand für den Gleichstrom und dem Innenwiderstand für den Wechselstrom zu unterscheiden, wobei nur bei dem letzteren der "Glättungskondensator" eingeht.

Servus erkü

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Das Drehmoment ist der Moment, wo es zu drehen anfängt. :punk:
Gargy



Anmeldungsdatum: 24.11.2006
Beiträge: 1046

Beitrag Gargy Verfasst am: 20. Apr 2008 19:06    Titel: Antworten mit Zitat

Huh, ja aber ich lasse den Kondensator mit eingehen. Ist das jetzt falsch, also die Herangehensweise meine ich? Kann ich das Problem nicht wie ein Spannungsteiler betrachten?

Aber ich habe doch keinen Wechselstrom hinter der Diode - sondern nur immer mal einen Puls. Mich verwirrt das alles, denn ich habe im Walcher gelesen, dass es so geht. Nur diese komische Brumspannungsformel stört mich eben. Und alle rechnen es einfach damit aus, egal, ob's stimmt... aber das bringt mir ja nix.

Wie realistisch ist denn ein Innenwiderstand von 2 Ohm? Von 200 Ohm?

Hilfe Hilfe Hilfe Hilfe Hilfe Hilfe
erkü



Anmeldungsdatum: 23.03.2008
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Beitrag erkü Verfasst am: 20. Apr 2008 20:09    Titel: Antworten mit Zitat

Gargy hat Folgendes geschrieben:

Aber ich habe doch keinen Wechselstrom hinter der Diode - sondern nur immer mal einen Puls.

Wie biite???
Ist eine Halbwelle kein Wechselstrom???
Die von Dir angeführte Brummspannungsformel gilt ja gerade bei Wechselstrom!

Servus erkü

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Gargy



Anmeldungsdatum: 24.11.2006
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Beitrag Gargy Verfasst am: 20. Apr 2008 20:18    Titel: Antworten mit Zitat

Irgendwie bringt mich as nicht weiter. Kannst du nicht einfach sagen, "hey, das ist Mist, das geht nicht, weil..."

Ist meine Lösung also nun Quatsch? Warum?
Gargy



Anmeldungsdatum: 24.11.2006
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Beitrag Gargy Verfasst am: 20. Apr 2008 20:51    Titel: Antworten mit Zitat

Warte mal, da ist keine Wechselspannung!! Meine Ausgangsspannung ist eine Gleichspannuung mit Wechselspannungsanteil!! Da ist keine Halbwelle mehr. Das heißt doch nicht umsonst Gleichrichter.

Bitte, bitte ein bisschen mehr Erklärung, sonst verzweifel ich noch total hier.
erkü



Anmeldungsdatum: 23.03.2008
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Beitrag erkü Verfasst am: 20. Apr 2008 22:17    Titel: Antworten mit Zitat

Gargy hat Folgendes geschrieben:
Warte mal, da ist keine Wechselspannung!! Meine Ausgangsspannung ist eine Gleichspannuung mit Wechselspannungsanteil!! Da ist keine Halbwelle mehr. Das heißt doch nicht umsonst Gleichrichter.

Hi,
hier widersprichst Du Dir selber!
Gleichrichter heißt: Es tritt ein Richtstrom (Gleichstrom) auf, dem noch ein Wechselstrom überlagert ist.

Nun zu Deinem Ersatzschaltbild bzw. der Formel und den Meßwerten:

Der Innenwiderstand für Gleichstrom hat nichts mit dem differenziellen Innenwiderstand dUa/dIa zu tun. Dieser gilt nur für den verbleibenden Wechselstromanteil. Im vollständigen Ersatzschaltbild ist der Gleichrichter durch eine Gleichspannungs- und eine Wechselspannungsquelle darzustellen.

Wenn Deine Meßwerte Gleichstromwerte sind, kannst Du mit diesen Werten den Gleichstrom-Innenwiderstand der Gleichstrom-Ersatzschaltung berechnen.

Servus erkü

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schnudl
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Beitrag schnudl Verfasst am: 21. Apr 2008 08:23    Titel: Antworten mit Zitat

Der Innenwiderstand gibt an, wie stark der Gleichspannungsanteil bei Belastung mit Gleichsrom abnimmt, also ist dein ESB richtig.

Ich entnehme deinen Daten (zwei Messpunkte) einen Ri von (8.55V-7.14V)/(5mA-1mA) = 353 Ohm.


Mit Wechselstromwiderständen und Impedanzen hat dies nichts zu tun, da es nur um den DC-Anteil geht.

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Gargy



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Beitrag Gargy Verfasst am: 21. Apr 2008 08:48    Titel: Antworten mit Zitat

Uff, danke, ich hoffe, ich habe das richtig verstande, dass ihr beide irgendwie das gleiche meint.

Wenn meine Bild richtig ist, woher kommt dann diese Brumspannungsformel? Mit der komme ich nämlich auf einen Innenwiderstand von 2 bis 3 Ohm.
schnudl
Moderator


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Beitrag schnudl Verfasst am: 21. Apr 2008 10:05    Titel: Antworten mit Zitat

Deine Brummspannungsformel berücksichtigt den Einfluss des Trafowiderstandes Ri auf die Brummspannung. Die Brummspannung (Spitze-Spitze) wird aber auch vorhanden sein, wenn Ri=0, d.h. aus



folgt




Das wäre mal die erste Näherung.

Wie kommt man auf das auch anders, ohne die Herleitung der Formel (die nicht einfach ist) zu kennen:

Der Kondensator wird, wenn die Belastung nicht zu gross ist, immer am Anfang der positiven Halbwelle schnell aufgeladen auf U(max). Wenn man den konstanten Strom I entnimmt, so sinkt die Spannung an C um den Betrag



Der resultierende Mittelwert ist daher



Daraus ergibt sich der Innenwiderstand des Gleichrichters zu



Natürlich nur,
1) wenn Ri (Trafo) = 0
und
2) wenn I noch linear abfällt;

Bei dir ist 2) nicht gegeben, da die Belastung schon recht hoch ist (Annahme: 50 Hz ???)

Bezüglich 1) schreibst du nichts.

Du sagst auch nichts über die Frequenz und die Trafospannung. 50Hz können das jedenfalls nicht sein, denn der erwartete Brumm wäre dann viel höher als dein angegebener Wert.

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Beitrag Gargy Verfasst am: 21. Apr 2008 11:17    Titel: Antworten mit Zitat

f= 2kHz, weil wir dann keine besonderen Sicherheitsmaßnahmen im Praktikum ergreifen müssen. Irgendwie so.

Über den Innenwiderstand des Trafos kann ich nichts sagen. grübelnd

Mein I fällt nicht linear? Also ich hab mal eine Regression versucht (heehee), aus 3 Messpunkten - ich weiß, ich weiß, aber es kam ein Korrelationskoeffizient von r=0.997 raus. Na egal.

Wenns nicht linear fällt kann ich doch die Formel gar nicht nutzen, oder?

schnudl
Moderator


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Beitrag schnudl Verfasst am: 21. Apr 2008 11:41    Titel: Antworten mit Zitat

Gargy hat Folgendes geschrieben:
f= 2kHz, weil wir dann keine besonderen Sicherheitsmaßnahmen im Praktikum ergreifen müssen. Irgendwie so.

Über den Innenwiderstand des Trafos kann ich nichts sagen. grübelnd

Mein I fällt nicht linear? Also ich hab mal eine Regression versucht (heehee), aus 3 Messpunkten - ich weiß, ich weiß, aber es kam ein Korrelationskoeffizient von r=0.997 raus. Na egal.

Wenns nicht linear fällt kann ich doch die Formel gar nicht nutzen, oder?



Ich meinte das zeitliche Abfallen der Spannung beim Entladen. Bei f=2kHz sieht dies natürlich gleich anders aus und die Vorraussetzungen für die Formeln sind gut erfüllt. Ich komme mit obiger Formel auf einen Innenwiderstand von 250 Ohm. In Anbetracht der Messfehler (?) kommt das gemessene (343Ohm) ganz gut hin. Auch die Brummspannungen sind

1mA: 500mV (gemessen: 435mV)
5mA: 2500mV (gemessen: 1940mV)

Was ist denn das Ua genau? Der DC-Anteil?

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Gargy



Anmeldungsdatum: 24.11.2006
Beiträge: 1046

Beitrag Gargy Verfasst am: 21. Apr 2008 20:19    Titel: Antworten mit Zitat

ist der Gleichspannungsanteil, ja. Gemessen mit einem Voltmeter. Aber ich weiß gar nicht mehr, ob wir das Voltmeter genommen haben, das den Effektivwert anzeigt. Vielleicht ist's auch der Mittelwert. Lehrer Da hätte ich vielleicht mal aufpassen sollen.

Wow, richtig, mit deiner Formel kommt man tatsächlcih auf 250 Ohm. Faszinierend.

Aber ich muss das erstmal für mich sortieren. Dieser in meiner Formel aus der Vorlesung, den hast du hier 0 gesetzt. Und zwar, weil das der Innenwiderstand des Trafos ist??? Habe ich das richtig verstanden?

Und der Innenwiderstand, den ich gern ausrechnen möchte, ist ein ganz anderer, nämlich der, der quasi der Ausgangswiderstand meines Gleichrichters ist.

Wenn das jetzt richtig ist, muss dir einen ausgeben!

Die Trafospannung war primärseitig auf einen Spitzen-Spitzenwert von 20V eingestellt. Mehr kann ich dazu nicht sagen, weil über den Trafo an sich nichts bekannt war.
schnudl
Moderator


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Beitrag schnudl Verfasst am: 21. Apr 2008 20:37    Titel: Antworten mit Zitat

Gargy hat Folgendes geschrieben:
ist der Gleichspannungsanteil, ja. Gemessen mit einem Voltmeter. Aber ich weiß gar nicht mehr, ob wir das Voltmeter genommen haben, das den Effektivwert anzeigt. Vielleicht ist's auch der Mittelwert. Lehrer Da hätte ich vielleicht mal aufpassen sollen.

Wow, richtig, mit deiner Formel kommt man tatsächlcih auf 250 Ohm. Faszinierend.

Liegt leider etwas daneben, was ich mir nicht erklären kann...

Aber ich muss das erstmal für mich sortieren. Dieser in meiner Formel aus der Vorlesung, den hast du hier 0 gesetzt. Und zwar, weil das der Innenwiderstand des Trafos ist??? Habe ich das richtig verstanden?

Ja, Ri ist in der Formel der Trafowiderstand sekundär. Ich habe die gleiche Formel auch im Tietze Schenk, und da wird diese Formel hergeleitet.

Und der Innenwiderstand, den ich gern ausrechnen möchte, ist ein ganz anderer, nämlich der, der quasi der Ausgangswiderstand meines Gleichrichters ist.

ja, der Innenwiderstand ergibt sich, da C während der Stromentnahme entladen wird und die Spannung daher sinkt.

Wenn das jetzt richtig ist, muss dir einen ausgeben!

Prost

Die Trafospannung war primärseitig auf einen Spitzen-Spitzenwert von 20V eingestellt. Mehr kann ich dazu nicht sagen, weil über den Trafo an sich nichts bekannt war.

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Gargy



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Beitrag Gargy Verfasst am: 21. Apr 2008 20:43    Titel: Antworten mit Zitat

Juhu Tanzen

Na, die Herleitung im Tietze-Schenk guck ich mir an!

Vielen vielen Dank!

Prost
Gargy



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Beitrag Gargy Verfasst am: 22. Apr 2008 12:19    Titel: Antworten mit Zitat

Ich glaube, ich habe noch einen kleinen Fehler gefunden.

schnudl hat Folgendes geschrieben:





Das wäre mal die erste Näherung.

...



Ich glaube, nur dieser Term ist richtig. Die 2 gehört in die übrigen Formel nicht rein. Denke mal, das kommt aus der Herleitung für den Vollweggleichrichter im Tietze-Schenk, oder?

Der resultierende Mittelwert ist daher



Daraus ergibt sich der Innenwiderstand des Gleichrichters zu





Damit wird der

Und wenn ich den noch berücksichtige (also nicht die Näherungsformel, sondern die eigentlich nehme mit der Wurzel), dann ergibt das



Mit dem zweiten Messwert, den ich angegebn hatte, komme ich sogar auf



Bleibt ja nur noch zu begründen, warum die Werte so übel weit auseinander liegen. Ich vermute mal, die Differenz zu den 350 Ohm, die mit meiner Formel rauskommen, ist damit zu begründen, dass das Messgerät nicht den Effektivwert angezeigt und deswegen alles etwas abweicht.

Jedenfalls ist mein Problem gelöst und ich kann wieder schlafen. Bedankt habe ich mich ja schon. Gott
schnudl
Moderator


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Beitrag schnudl Verfasst am: 22. Apr 2008 15:02    Titel: Antworten mit Zitat

Die Formel aus dem TS ist für Zweiweggleichrichter, stimmt.

Aber trotzdem gehört ein Faktor 2 rein:

Denn wenn die Spannung innerhalb einer Periode um linear zurückgeht, dann ist der Mittelwert in dieser Periode



So bin ich auf die Formel gekommen.

_________________
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Gargy



Anmeldungsdatum: 24.11.2006
Beiträge: 1046

Beitrag Gargy Verfasst am: 22. Apr 2008 16:29    Titel: Antworten mit Zitat

Ach so, na dann stimmt das da oben nicht. Aber ich bin trotzdem zufrieden. Thumbs up!
Gargy



Anmeldungsdatum: 24.11.2006
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Beitrag Gargy Verfasst am: 24. Jun 2008 20:59    Titel: Antworten mit Zitat

Hammer Jetzt hab ich's verstanden.
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