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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
Beiträge: 839
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 bandchef Verfasst am: 27. März 2010 10:34 Titel: Ströme eines Netzwerk berechnen -> Zweipoltheorie |
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Hi Leute!
Ich hab folgendes im Bild unten stehende Netzwerk.
Bei a) soll ich folgendes berechnen:
- Ersatzinnenwiderstand RAB: Meine Lösung: Ri=134,74V (ist auch richtig da mit Musterlösung übereinstimmt)
- Leerlaufspg. UAB links der Klemmen des aktiven Zweipols: UAB=13,16V (ist auch richtig da mit Musterlösung übereinstimmt)
- die Ströme IAB, I1 bis I5 -> Hier beißts dann leider aus. Wenn ich nun das passive, rechte Teilnetz dazu nehme und dann wie gewohnt mit dem Knotenpunktsatz die Teilströme ausrechne, komm ich leider nicht auf die korrekten Werte. Was mach ich hier denn dann falsch?
(Ich weiß sehr wohl, wenn man z.B. bei einem Trafo (als was man letztendlich das aktive Teilnetz betrachten könnte) mit einer Last belastet, bricht ein wenig die generierte Spannung ein. Wahrscheinlich ist das dann hier auch der Fall. Ich weiß aber leider nicht, wie ich auf die "zusammengebrochene" Spannung komme!)
Könnt ihr mir helfen?
PS: Die eingzeichnete Knöten K1 - K3 waren nicht in der Aufgabenstellung. Ich hab die Knöten beim ersten Versuch von Hand eingezeichnet...
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 27. März 2010 12:34 Titel: |
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Weshalb bezeichnest Du das rechte Teilnetz (ich nehme an, Du meinst das Teilnetz rechts von A-B) als passiv? Es besteht doch immerhin aus einer (aktiven) Stromquelle. Oder meinst Du wieder mal eine andere Aufgabe?
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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
Beiträge: 839
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| bandchef Verfasst am: 27. März 2010 15:16 Titel: |
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Ich bezeichne es nicht als passiv sondern die aufgabenstellung! Ich hab euch nur das reingeschrieben was bei mir in der aufgabenstellung steht!
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 27. März 2010 16:26 Titel: |
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Aber Du stimmst mit mir überein, dass es sich nicht um ein passives Teilnetzwerk handelt, oder?
Zurück zur eigentlichen Aufgabe: Warum willst Du die Spannung an den belasteten Klemmen A-B, die Du als die "zusammengebrochene" Spannung bezeichnet hast, überhaupt berechnen? Ist denn danach gefragt? Geschrieben hast Du allerdings, dass nur die Ströme bestimmt werden sollen.
Du hast links eine Ersatzspannungsquelle mit U0 und Ri rechts eine Stromquelle mit Iq2 und R2. Der Strom IAB ist nach Skizze der durch den Innenwiderstand Ri. Den kann man leicht per Überlagerungssatz bestimmen:
IAB = U0/(Ri+R2) - Iq2*R2/(Ri+R2) = (U0-Iq2*R2)/(Ri+R2)
Wenn Du IAB hast, geht alles andere quasi automatisch, nämlich nach jeweiligem Knotenpunktsatz.
I4 = IAB
I2 = IAB + Iq2
I5 hast Du von unten nach oben eingezeichnet. Die Spannung U5 nehme ich aber von oben nach unten. Dann ist
I5 = -U5/R5
mit
U5 = I2*R2 + I4*R4
I3 = IAB+I5
I1 hast Du nicht eingezeichnet, ich nehme ihn aber mal von oben nach unten. Dann gilt
I1 = Iq1-I3
Damit sind sämtliche Ströme bestimmt.
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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
Beiträge: 839
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| bandchef Verfasst am: 27. März 2010 17:29 Titel: |
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Ich hab mir beim Durchlesen auch schon gedacht, dass das nicht wirklich stimmen kann. Denn auch im rechten kleinen Netzwerk ist eine Quelle vorhanden, die dieses Netzwerk letztendlich "aktiv" macht... Ich stimme mit dir überein!
| Zitat: | | Zurück zur eigentlichen Aufgabe: Warum willst Du die Spannung an den belasteten Klemmen A-B, die Du als die "zusammengebrochene" Spannung bezeichnet hast, überhaupt berechnen? Ist denn danach gefragt? Geschrieben hast Du allerdings, dass nur die Ströme bestimmt werden sollen. |
Diese "zusammengebrochene Spannung" würde mir ja letztendlich den Strom durch R2 ergeben, oder? Denn diese Spannung liegt an R2 an... Deshalb hab ich gedacht, es könnte mir helfen, wenn ich diese Spannung weiß!
| Zitat: | | Der Strom IAB ist nach Skizze der durch den Innenwiderstand Ri. Den kann man leicht per Überlagerungssatz bestimmen: |
Du sagst, ich soll mit dem Überlagerungssatz den Strom IAB bestimmen. In der Aufgabe steht aber klar und deutlich, dass man die Aufgabe mit der Zweipoltheorie lösen muss. Darf ich dann überhaupt mit dem Überlagerungssatz ansetzen?[/code]
Nun zu deiner Lösungsmöglichkeit:
U0 kann man durch Zweipoltheorie errechnen. U0=25V, Ri=134,74Ohm. Wenn ich das nun in deine Formel einsetze, komm ich auf 0,063A Ist das richtig?
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 28. März 2010 01:17 Titel: |
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| bandchef hat Folgendes geschrieben: | | Du sagst, ich soll mit dem Überlagerungssatz den Strom IAB bestimmen. In der Aufgabe steht aber klar und deutlich, dass man die Aufgabe mit der Zweipoltheorie lösen muss. Darf ich dann überhaupt mit dem Überlagerungssatz ansetzen? |
Na ja, Du hast doch die Zweipoltheorie bereits angewendet. Du hast den linken Teil als Ersatzzweipol dargestellt und mit dem rechten Zweipol zusammengeschaltet. Jetzt könntest Du den rechten Teil auch noch zu einer Spannungsquelle umwandeln und die beiden Spannungsquellen zu einer zusammenfassen. Ok, wenn Du das unbedingt willst, dann mach' es. Aber dann stehst Du vor dem Dilemma, das ohmsche Gesetz anwenden zu müssen. Und das ist nach Deiner Lesart nicht gestattet, denn in der Aufgabe steht
| Zitat: | | klar und deutlich, dass man die Aufgabe mit der Zweipoltheorie lösen muss |
Und nun?
Also, man kann es auch übertreiben und auf diese Art und Weise jede Aufgabe ad absurdum führen. Die entscheidende Vorgehensweise war doch - und der Aufbau und die Reihenfolge der Fragen hat Dich ja direkt dorthin geführt -, das linke Teilnetzwerk in eine Ersatzspannungsquelle (Ersatzzweipol) umzuwandeln. Wenn Du das gemacht hast - und Du hast es gemacht - und die beiden Quellen, Ersatzspannungsquelle auf der linken Seite und Stromquelle auf der rechten Seite, zusammenschaltest, dann siehst Du doch sofort, wie IAB sich zusammensetzt. Das kann man praktisch im Kopf ausrechnen. Aber vielleicht ist Kopfrechnen ja auch verboten? Und wie willst Du dann die anderen Ströme bestimmen? Da musst Du ja den Knotenpunktsatz anwenden! Au weia, verboten!! Na dann fF (fiel Fergnügen)!
| bandchef hat Folgendes geschrieben: | | Diese "zusammengebrochene Spannung" würde mir ja letztendlich den Strom durch R2 ergeben, oder? |
Wenn Du meinen Beitrag aufmerksam gelesen hättest, wäre Dir aufgefallen, dass die Spannung über R2 nicht benötigt wird. Einfache Anwendung des Knotenpunktsatzes genügt. Aber wenn Du's unbedingt kompliziert haben willst, bitteschön! Dann musst Du allerdings wieder den Überlagerungssatz anwenden. Ob Du das wagst? Ist doch verboten! Jedenfalls müsstest Du den Spannunsgabfall an R2 infolge der Spannung U0 und den infolge Iq2 (Achtung, wieder 'ne Falle: Stromteilerregel und ohmsches Gesetz anwenden!) addieren und anschließend durch R2 dividieren. Warum Du allerdings erst den Strom infolge U0 und den Teilstrom von Iq2, die beide als I2 durch R2 fließen, mit R2 multiplizierst, um die Spannung herauszubekommen, und anschließend durch R2 dividierst, um den Strom I2 zu bestimmen, diesen Umweg musst Du mir erst noch erklären.
| bandchef hat Folgendes geschrieben: | | U0 kann man durch Zweipoltheorie errechnen. U0=25V, Ri=134,74Ohm. Wenn ich das nun in deine Formel einsetze, komm ich auf 0,063A Ist das richtig? |
Nun hast Du zwar nicht gesagt, um welchen Strom es sich handelt, aber falsch ist er allemal. Kein Wunder! Du hast eine falsche Spannung U0 eingesetzt. Dabei hattest Du die Leerlaufspannung U0 doch bereits selbst als U0 = 13,16V bestimmt. Wie kommst Du plötzlich auf 25V? Übrigens: Es wäre sinnvoll, wenn Du nicht irgendwelche Werte in "meine" Gleichung einsetzen würdest, um dann nachzufragen, ob das stimmt, sondern zumindest versuchen würdest, meinen Lösungsweg nachzuvollziehen und wenn möglich zu verstehen. Werte in Formeln einsetzen kann jeder. Die Formeln zu entwickeln und sich dabei auf 4 Grundregeln zu beziehen (ohmsches Gesetz, Maschensatz, Knotenpunktsatz, Überlagerungssatz) und auf nichts anderes, das will ich Dir seit längerem klarmachen. Die Grundlagen der Elektrotechnik bestehen aus nichts anderem als diesen vier Grundgesetzmäßigkeiten. Alles andere ergibt sich daraus, sei es nun die Spannungs- oder die Stromteilerregel, das Maschenstrom-, Knotenpotential- oder Ersatzquellenverfahren.
Verzeih' einen gewissen Sarkasmus in diesem Beitrag. Aber irgendwie musste ich mich abreagieren.
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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
Beiträge: 839
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| bandchef Verfasst am: 28. März 2010 11:29 Titel: |
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Ich hab jetzt die Aufgabe soweit komplett richtig durchgerechnet. Bin auf alle Musterlösungsergebnisse gekommen.
Die Aufgabe c) bereitet mir aber jetzt noch Kopfschmerzen. Es ist gefragt mit welchem Iq2 der Strom IAB=0 wird. Wenn IAB 0 werden soll, muss doch die Quelle irgendwie den überschüssigen Strom kompensieren, oder?
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 28. März 2010 13:03 Titel: |
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Wie wir bereits festgestellt haben, berechnet sich IAB wie folgt:
IAB = U0/(Ri+R2) - Iq2*R2/(Ri+R2)
Und das soll Null sein! Also
0 = U0/(Ri+R2) - Iq2*R2/(Ri+R2)
Ob Du das wohl nach Iq2 auflösen kannst?
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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
Beiträge: 839
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| bandchef Verfasst am: 29. März 2010 18:10 Titel: |
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aufgabe erledigt, danke...
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