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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
Beiträge: 839
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 bandchef Verfasst am: 30. Apr 2010 16:47 Titel: Wann liefert Spannungsquelle keine Leistung? |
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Hi Leute!
Unten ein kleines Netzwerk. Die Aufgabe lautet: Wie muss die Quellenspg. V1 gewählt werden, damit die Spgsquelle keine Leistung liefert?
Wie gehe ich da ran?
PS: Im Bild sind die Klemmen AB leider nicht zu sehen. Sie befinden sich an jeweils am Widerstand R2.
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GastMartin
Gast
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| GastMartin Verfasst am: 30. Apr 2010 18:26 Titel: |
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Du weisst doch, wie man die Leistung berechnet. Un dann unter Verwendung der trockenen Mathematik, kannst Du die Antwort selbs finden.
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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
Beiträge: 839
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| bandchef Verfasst am: 30. Apr 2010 18:39 Titel: |
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Ich hab sowas schon dastehen:
PUq=Uq1*Ik=16V*(16V/40Ohm)=6,4W
Jetzt weiß ich ich welche Leistung die Spannungsquelle liefert. Und wie soll ich jetzt weitermachen?
PIq=U2*Iq2=10V*0,3A=3W Jetzt weiß ich welche Leistung die Stromquelle liefert.
Und jetzt?
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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
Beiträge: 839
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| bandchef Verfasst am: 30. Apr 2010 19:17 Titel: |
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Ich denke ihr versteht besser wenn ich euch die ganze Aufgabe dazu zeige.
Ich habe in einer ersten Aufgabe den Strom I durch den Widerstand Rnl sowie den diff. Wid. rdiff berechnen müssen. Das hab ich bereits getan und die entstehenden Kennlinien eingezeichnet.
Ich weiß jetzt nur nicht mehr bei der oben schon geschriebenen Teilaufgabe b) weiter. Wie schaffe ich es zu berechnen, wann die Leistung von Uq1=0 wird. Wenn die Leistung Null ist, ist entweder die Spg. oder der Strom 0. Das hilft mir aber jetzt auch nix weiter :-(
| Beschreibung: |
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GastMartin
Gast
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| GastMartin Verfasst am: 30. Apr 2010 19:27 Titel: |
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| bandchef hat Folgendes geschrieben: | Ich hab sowas schon dastehen:
PUq=Uq1*Ik=16V*(16V/40Ohm)=6,4W
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Das ist erstmal falsch. Du sagst mit dieser Gleichung, dass deine 16V auf dem R1 liegen und das ist nicht wahr. 16 V liegt auf dem R1 UND R2
| bandchef hat Folgendes geschrieben: |
Jetzt weiß ich ich welche Leistung die Spannungsquelle liefert. Und wie soll ich jetzt weitermachen?
PIq=U2*Iq2=10V*0,3A=3W Jetzt weiß ich welche Leistung die Stromquelle liefert.
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Woher hast Du Die 10 V? Du kennst bei einer Stromquelle NUR Strom.
Du muss anders Denken. Wann ist die Leistung der V1/Quelle null ->
Formel fuer leistung P = U * I -> Also wenn U oder I gleich Null ist.
U soll nicht gleich null sein, sonst waere V1 keine Spannungsquelle. Also muss I = 0 sein. (bei dir ist das Ik beyeichnet)
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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
Beiträge: 839
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| bandchef Verfasst am: 30. Apr 2010 19:30 Titel: |
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Ja, dann setze ich eben diesen Ik=0. Und jetzt?
Dann sieht das so aus: PUq=Uq1*Ik=16V*0A=0
Laut Musterlösung sollen aber 4V rauskommen...
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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| schnudl Verfasst am: 30. Apr 2010 20:03 Titel: |
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wie wäre es, wenn du die rechte Parallelschaltung aus I und R in eine Spannungsquelle mit Innenwiderstand umrechnest. Diese Spannungsquelle liegt dann in Serie zur lnken Spannungsquelle. Wann verschwindet dann der Strom (Maschenregel)?
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
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| bandchef Verfasst am: 01. Mai 2010 11:55 Titel: |
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| Zitat: | | wie wäre es, wenn du die rechte Parallelschaltung aus I und R in eine Spannungsquelle mit Innenwiderstand umrechnest. |
Mit R meinst du wohl den nichtlinearen Widerstand. Wie soll ich denn die Stromquelle mit diesem nichtlinearen Widerstand in eine Spannungsquelle umrechnen, wenn ich keinen Wert für diesen nichtlinearen Widerstand gegeben hab? Oder gehe ich recht in der Annahme, dass ich diesen Widerstandswert aus der Kennlinie des nichtlinearen Widerstandes ablesen kann? Falls das richtig ist, wie mache ich das dann?
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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
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| bandchef Verfasst am: 01. Mai 2010 12:18 Titel: |
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Ich hab jetzt einfach mal in meiner Kennlinie des nichtlinearen Widerstandes den zugehörigen Spannungswert beim Quellenstrom Iq2 abgelesen; der entspricht 4V. Nun hab ich mir aus Iq2 und den 4V quasi den Innenwiderstand der Stromquelle Iq berechnet. Der beträgt 40/3 Ohm. Aus diesen 40/3 Ohm und den 0,3 A hab ich mir dann meine Spannungsquelle Uq2 berechnet.
Wenn ich mir nun mein "neues" Netzwerk hinzeichne, sehe ich, dass das neue Netzwerk zwei Spannungsquellen mit unterschiedlichen Spannungen und unterschiedlichen Spannungsrichtungen enthält. Kein Strom fließt in dieser einzelnen Masche, wenn entweder die Spannungsquelle Uq1 (die, die gefragt ist) die gleiche Spannung annimmt wie die "neue" Uq2, oder wenn die "neue" Spannungsquelle Uq2 die gleiche Spannung annimmt wie Uq1.
Das heißt, Uq1 muss auf 4V eingestellt werden, damit diese keine Leistung mehr liefert, oder?
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schnudl
Moderator
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| schnudl Verfasst am: 01. Mai 2010 13:18 Titel: |
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Ich bezog mich auf die Zeichnung mit den 66,5 Ohm. Was ist nun konkret die Aufgabe? Auf welches Bild beziehst du dich nun? Wie du auf 66,5Ohm gekommen bist, habe ich nicht kontrolliert. Bei nichtlinearen Widerständen muss man ausserdem aufpassen, da vieles, was man an Netzwerkanalyse gerlernt hat nicht mehr gilt...
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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
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| bandchef Verfasst am: 01. Mai 2010 13:35 Titel: |
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Ich bezieh mich nur noch auf das Bild mit der nichtlinearen Kennlinie. Es war wohl ein großer Fehler den Thread hier nicht von Anfang mit diesem Bild aufzuziehen.
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schnudl
Moderator
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| schnudl Verfasst am: 01. Mai 2010 13:58 Titel: |
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Wenn die Leistung der Spannungsquelle verschwinden soll, so geht das nur wenn ihr Strom verschwindet.
Jedenfalls hast du dann
 := U_{nl0} = U_{nl}(I_{q2}))
Wegen der Masche
hast du dann auch
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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
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| bandchef Verfasst am: 01. Mai 2010 14:16 Titel: |
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Hab ich's jetzt richtig verstanden? Ich stell's mir so vor:
Wenn Uq1 nun keine Leistung mehr liefern soll, geht das nur wenn sie keinen Strom mehr liefert. Das heißt, Uq1 und R1 interessieren eigentlich nicht mehr. Vom Netzwerk bleibet nur noch Rnl und Iq2 über. Iq2 hat liefert einen Strom von 0,3A. Diese 0,3A ergeben laut nichtlinearer Kennlinie des Rnl eine Spannung von 4V => Unl=4V. Laut Maschensatz gilt dann: Uq1=Unl => Uq1=Unl=4V
Hab ich's jetzt richtig verstanden?
EDIT: Was sagt eigentlich die "0" beim Index von Unl0?
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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| schnudl Verfasst am: 01. Mai 2010 14:46 Titel: |
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Ich glaube du hast mich richtig verstanden.
Da über den Widerstand R1 kein Strom fliesst, ist dessen Größe unerheblich.
Wenn der Strom Null ist, ist der rchte Teil der Schaltung "unbelastet"; daher stellt sich die Spannung 4V ein.
Wegen des Maschensatzes muss Uq1 ebenfalls 4V sein.
PS: Die 4V kann ich aus deinem Bild aber nicht ablesen...
Mit Unl0 habe ich Unl für den speziellen Betriebsfall I1=0 gemeint.
PS: In Zukunft werde ich dir keine solchen Komplettlösungen mehr geben - du musst das langsam schon selbst können 
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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
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| bandchef Verfasst am: 01. Mai 2010 14:56 Titel: |
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| Zitat: | | PS: Die 4V kann ich aus deinem Bild aber nicht ablesen... |
Ich hab dir ein neues Bild angehängt. Ich hab die 0,3A und die 4V eingezeichnet, wie ich gemeint hab das man die Spg. ablesen muss. Wie soll man denn sonst auf diese Spg. kommen?
EDIT: Wenn ich nun die Leistung von Iq2 berechnen will, muss ich doch nur P=U*I=4V*0,3A=1,2A rechnen. Das dürfte ja immer noch funktionieren weil das rechte Teilnetz ja unbelastet ist.
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Zuletzt bearbeitet von bandchef am 01. Mai 2010 15:01, insgesamt einmal bearbeitet |
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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| schnudl Verfasst am: 01. Mai 2010 15:00 Titel: |
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ja das ist OK.
Ich habe so schlecht erkannt, was auf den Skalen steht...
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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
Beiträge: 839
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| bandchef Verfasst am: 04. Mai 2010 17:43 Titel: |
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Hi!
Ich hab noch eine zusätzliche Frage zu einer weiteren Teilaufgabe "c)" dieser Aufgabe.
c) Wie muss ein Zusatzwiderstand Rz geschaltet werden, damit der aktive Zweipol bezügliche der Klemmen A/B max. Leistung abgibt? Wie groß ist dieser Widerstand Rz zu wählen und welche Leistung wird in ihm umgesetzt?
Ich hab da eigentlich schon wieder gar keine Ahnung wie ich rangehen soll an eine solche Aufgabe. Was ich weiß, ist, dass max. Leistung Ri=Ra bedeutet.
Könnt ihr mir weiterhlefen?
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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
Beiträge: 839
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| bandchef Verfasst am: 04. Mai 2010 20:45 Titel: |
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Ein erstes Ergebnis ist auf jeden Fall, dass der Zusatzwiderstand in Reihe geschaltet werden muss. Ich gehe vom zusammengefassten Netzwerk aus. Nur wie gehts jetzt weiter? Könnt ihr mir helfen?
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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
Beiträge: 839
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| bandchef Verfasst am: 04. Mai 2010 21:04 Titel: |
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Ich hab nun so wie ich denke den neuen Arbeitspunkt gefunden. Maximale Leistung bedeutet ja, Ri=Ra.
In meinem Fall ist Ri=R1=Ra => 40Ohm=10V/0,25A.
Wenn ich nun durch den Punkt 10V/0,25A eine Gerade durch den Nullpunkt zeichen bekomme ich mit der Quellenkennlinie einen neuen Schnittpunkt bei 14V/0,35A. Ich weiß aber jetzt nicht mehr weiter...
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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| schnudl Verfasst am: 05. Mai 2010 04:16 Titel: |
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| Zitat: | | Ich hab da eigentlich schon wieder gar keine Ahnung wie ich rangehen soll an eine solche Aufgabe. |
Du mußt dich gedanklich endlich mal von vorgefertigten Lösungswegen verabschieden - jedes Beispiel ist anders! Stattdessen musst du die Grundlagen anwenden. Ich weiss dass das schwer ist, aber da musst du glaube ich durch.
| Zitat: | | Wenn ich nun durch den Punkt 10V/0,25A eine Gerade durch den Nullpunkt zeichen bekomme ich mit der Quellenkennlinie einen neuen Schnittpunkt bei 14V/0,35A. |
 Wie soll man das nachvollziehen und wie kommst du darauf überhaupt?
Die Arbeitsgerade (Quellenkennlinie) ist begrenzt durch 28V und 0.7A.
Der Schnittpunkt mit der Last muss bei 14V sein (Lastanpassung). Man liest ab, dass dies bei I=0.35A sein muss. Bei 0.35A hat der orignale nichtlineare Widerstand ca. Unl=5.5V. Am zusätzlichen Serienwiderstand Rx fallen daher ab: Ux = ?
=> Rx = ? ; fertig
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bandchef
Anmeldungsdatum: 04.12.2008
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| bandchef Verfasst am: 05. Mai 2010 09:26 Titel: |
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| Zitat: | | Der Schnittpunkt mit der Last muss bei 14V sein (Lastanpassung). |
Folgerst du das aus max. Leistungsanpassung? Ri=Ra => Ui=Ua
Am zusäztlichen Serienwiderstand fallenn Uz=Ua-Unl=14V-5,5V=8,5V ab. Damit ich nun auf Rz komme, muss ich Rz=Uz/I=8,5V/0,35A=24,29Ohm.
Laut Lösung sollen es aber 22,68Ohm sein. Sind das dann wieder Ablesefehler? Recht sicher bin ich mir mit meiner Lösung noch nicht...
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
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| schnudl Verfasst am: 05. Mai 2010 11:34 Titel: |
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| bandchef hat Folgendes geschrieben: | | Zitat: | | Der Schnittpunkt mit der Last muss bei 14V sein (Lastanpassung). |
Folgerst du das aus max. Leistungsanpassung? Ri=Ra => Ui=Ua
ja
Am zusäztlichen Serienwiderstand fallenn Uz=Ua-Unl=14V-5,5V=8,5V ab. Damit ich nun auf Rz komme, muss ich Rz=Uz/I=8,5V/0,35A=24,29Ohm.
Laut Lösung sollen es aber 22,68Ohm sein. Sind das dann wieder Ablesefehler? Recht sicher bin ich mir mit meiner Lösung noch nicht...
Das würde heissen, dass Rnl einen Strom von 0.35A bei U=6V liefert. Vielleicht ist die Kurve ungenau gezeichnet? So ca. kommt das schon hin. |
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