Leistung im Wechselstromnetz

Gast

Folgendes Problem:

Ein Kondensator 10 müF und 100 Ohm liegen in Serie im 230V Netz.
Wie groß ist die Stromstärke und die Phasenverschiebung des Stroms zur Spannung.
Wie groß ist die Leistungsaufnahme der Last.

Bitte nicht fragen "was hast du dir schon dazu gedacht usw", sondern möglichst vorrechnen. Insbesondere interessiert mich die Bestimmung der Phasenverschiebung. Danke.

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

Glaubst Du, hier ist irgendwer dein persönlicher Rechenknecht? böse

Lösungen für deine kleine Allerweltsaufgabe findest Du in
zahlreichen Lehrbüchern zur Elektrizitätslehre.

Ach so, nachfragen im Physikerboard kostet ja nichts und
es ist auch viel bequemer, auf eine fundierte Antwort mit
Rechnung zu warten, als das Problem selbständig anzupacken
und zu lösen. Ja richtig, so ist es Big Laugh

. Aber merke dir: Auch
hier macht der Ton die Musik! Wie Du in das Board hineinrufst
so schallt es wieder daraus heraus.

Gruß von Bruce

Dieter5858 · Moderator Anmeldungsdatum: 02.08.2004 Beiträge: 696 Wohnort: Hamburg

Nanana Bruce
Ein schlechetn Tag gehabt?
zugegeben du hast ja recht:-), aber man kann ja auch zurückfragen wo es denn Probleme gibt @GAST.
Das Ohmsche Gesetz hattest du mit sicherheit schon und wenn ihr schon bei Kondensatoren seit weist du mit sicherheit wie man einen Scheinwiderstand des C´s ausrechnet das plus dem R und so rechnest du dann weiter hat alles seinen verlauf...

Gast

Gast

... sorry, meinte LEISTUNGSAUFNAHME !!

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

@Gast

Gast

Unverschämte Gastbeiträge, nun mach aber mal einen Punkt.

Hab ich DICH etwa gebeten darauf was zum Besten zu geben ??
(DiplomPhysiker hin oder her interessiert mich nicht)

NEIN, ich kann mich nicht daran entsinnen. Dein Wissen darfst für dich behalten!! ICH habe es nicht im GERINGSTEN nötig mich mit deinem Abendallüren auseinanderzusetzen, ich pfeife auf deine Antwort genauso wie auf die Antworten all derer die ähnlich denken,

ALSO ALLER hier, die selbstverstänlich in diese Linie einklinken werden.

Man muss sich ja was wert sein, Nein danke, IHR dürft eurere Kinderstubenantworten für euch behalten, ich verzichte gerne, hat mich gefreut euch in Verlegenheit gebracht zu haben.

Gast

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

@Gast

Gast

Oki, bei meiner Formulierung war an einer Stelle ein bitte vergessen

Bitte nicht fragen "was hast du dir schon dazu gedacht usw", sondern möglichst vorrechnen. Insbesondere interessiert mich die Bestimmung der Phasenverschiebung. Danke.

Bitte nicht fragen "was hast du dir schon dazu gedacht usw", sondern möglichst bitte vorrechnen. Insbesondere interessiert mich die Bestimmung der Phasenverschiebung. Danke.

Bitte nicht fragen "was hast du dir schon dazu gedacht usw",
damit wollte ich gerade das vermeiden was dann eingesetzt hat

Nachwievor gehts mir nicht direkt um die Rechnung.
Die Schaltung ist aus einen realen Artikel, der mit der Deklaration, maximale Leistungsaufnahme 0.6Watt vertrieben wird. Daran hab ich meine Zweifel ... Zur wirklichen Leistungsbestimmung bedarf es aber
der Ermittlung der Phasenverschiebung wenn ich das recht sehe.

Mehr als 1/2 * 230^2/9645 Watt kann es eigentlich keinesfalls sein, denn die 2. Halbwelle liegt ja tot.

Gast

Das Ganze lässt sich auch anders formulieren:

Wie entnehme ich dem Netz, OHNE Transformator oder sonstige Spulen, auf möglichts günstigste Art eine Strom und Spannungsquelle von zB. x-Volt, y-mA DC. Welche Netzlast im Verhältnis zu den x*y mW kann dazu nicht unterschritten werden,

das ist eigentlich meine WIRKLICHE Frage.

dachdecker2

Reißt euch mal ein wenig zusammen...

@Gast, woher willst du denn wissen, ob Bruces Postcounter die Gesamzahl seiner Posts hergibt... der zählt schließlich nur die, die er im angemeldeten Zustand hier im Physikerboard hinterlassen hat...
Daran wie schnell du "mitmachst" und auch ausfallend wirst, und an deiner so beträchtlich großen Postzahl würde ich hier gerne mal festmachen wollen, dass die Anzahl der Posts ganz und gar keine Rückschlüsse über deren Inhalt/Qualität erlaubt...

jetzt zum Thema:

Im obigen Bild kann man eine kombination aus Diode und Kondensator in Reihe zum Rest sehen. Was meint ihr wohl, wie groß der Strom dadurch sein wird? Ohne den Typ der Diode lässt sich diese Aussage überhaupt nicht treffen. Wenn ich unterstelle, dass weder Diode noch Kondensator durchschlagen, wird der Strom letztendlich sehr sehr nahe bei 0 liegen, und die Leistung von vernachlässigbarer Größe sein. Die Phasenverschiebung wird deswegen nicht darüber entscheiden, ob die im Datenblatt angegebene Maximale Leistung überschritten wird.

EDIT: zum letzten Gast:
Die alternative zum Transformator heißt Schaltnetzteil. Allerdings kommst du auch dabei nicht ohne "irgendwelche Spulen" aus.

Bruce · Anmeldungsdatum: 20.07.2004 Beiträge: 537

@Gast

Falls Du dich nicht anmelden willst und demnächst wieder Antworten
auf neue Fragen wünschst, dann könntest Du z.B. so beginnen:

Liebe Leute in diesem Physikforum,

schon häufiger konnte ich hier Fragen beantworten und damit
Ratsuchenden hilfreich zur Seite stehen. Diesmal habe ich
jedoch selbst eine Frage. Meine Frage lautet:

Wie entnehme ich dem Netz, OHNE Transformator oder sonstige Spulen,
auf möglichts günstigste Art eine Strom und Spannungsquelle von zB.
x-Volt, y-mA DC? Welche Netzlast im Verhältnis zu den x*y mW kann
dazu nicht unterschritten werden?

Ich freue mich auf eure Tips und Anregungen.

Mit freundlichen Grüßen, euer anonymer Gast

So einfach ist das! Dann würde auch ich dir helfen, wenn ich könnte.
Hier kann ich dir nicht helfen, aber es gibt ja in diesem Forum auch
Moderatoren, die Erfahrung mit elektrotechnischen Fragestellungen haben,
wie z.B. dachdecker2 oder Dieter5858.

Außerdem ist es nützlich zu wissen, ob Du Schüler, Student, Auszubildender,
Absolvent oder was auch immer bist.

Gruß von Bruce

P.S.
Ohne die Verwendung elementarer Höflichkeitsformen fällst Du überall,
wo man dich nicht kennt, auf die Nase!

Gast

dachdecker2

Gast

@ Dachdecker, und andere

sorry, mir sind bei der Schaltung leider zwei Fehler unterlaufen, geht zum Teil auf das "überstürzt" vorgezogene Posten zurück. War noch im Zeichenstadium der Plan ...

damit wird auch meine Anmerkung von oben über die Leistung auf nur der einen Halbwelle hinfällig. Du hast recht, so wie die Schaltung oben gepostet war, konnte nur einmal der Ladestrom fließen und danach allenfalls kapazitäre Umladungsvorgänge an den Sperrschichten.

Hier die Korrektur:
Damit erhöht sich die max mögl. Leistungaufnahme auf 230^2/9645 Watt (falls cos(phi)=0° wäre, was aber nicht so sein dürfte)

dachdecker2

hmm einen Schritt näher bist du der Aufgaben stellung sicher gekommen... Die ist sicher bekannt, dass Wirkleistung nur vom Realteil von Widerständen verursacht wird... das einzige Bauteil, was sich in deiner Schaltun einem Widerstand entfernt änhlich verhält ist die Zener-Diode...

Worauf ich hinauswill: Die Daten reichen immer noch nicht aus, wenn du die Wirkleistung oder die Phasenverschiebung ausrechnen willst. Wenn du mich fragst - miss doch einfach die Leistung...
Bei der Schaltung wirst du mit Recnen nichts reißen, weil die Ergebnisse der Rechnung/Simulation nicht auf die Wirklichkeit übertragbar sein werden.

Gast

Angestachelt durch den Zoff von gestern hab ich das Problem, so wie ich meine, nun selbst gelöst . Augenzwinkern

Die Phasenverschiebung des Kondensatorstroms scheint mir 90° sein zu müssen und damit die Wirkleistung am EingangsKondensator Null, abgesehen von der Leistung am inneren Widerstand des Kondensators.

Damit ergäbe sich als Gesamtleistungsaufnahme

Dieses Ergebnis verblüfft mich, denn das würde bedeuten, so liese sich praktisch verlustfrei eine entsprechende Niederspanngsleistung vorgegebener Spannung und Stromstärke entnehmen. Weiterhin verwundert mich, dass das Ergebnis nicht ganz zusammenpasst mit einer Berechnung über den Kondensatorstrom Keff.

dachdecker2

Nochmal zum Messen...

http://www.physikerboard.de/htopic,1991,phasenverschiebung+messen.html

in diesem Thread steht drin, wie du durch Messungen mit einfachen Volt-/Amperemetern (damit kann man ja erstmal nur die Scheinleistung messen) unter Zuhilfenahme eines bekannten Widerstandes Scheinwiderstand, Scheinleistung... in ihre Wirk- und Blindkomponente zerlegen kannst.

Dass deine Gleichung unfug sein muss erkennt man schon daran, dass du von einer Last sprichtst, diese aber in der Gleichung nicht vorkommt. Wenn man einen Spannungsteiler belastet, verschiebt sich natürlich die Spannung am Abgriff... (und das ist logischerweise abhängig von der Belastung).

Gast

Hallo Dachdecker,

das ist eine interessante Anregung. Dann verstehst bestimmt auch warum ich genau jene Aufgabe (zum Auftakt des Threads) gepostet hatte. Beim Nachstöbern war ich unter anderem genau auf diese Aufgabe gestoßen, von deren Klärung ich mir was für das eigentliche Problem versprach. Zu jenem Zeitpunkt war ich nämlich noch der Meinung, dass auch bei einer nachgeschalteten Ohmschen Last die Verschiebung bei 90° bleiben würde, wohlwissend dass das so NICHT zu dieser Aufgabenstellung passte, darum die Post. Ansätze, wie eine davon abweichende Verschiebung bestimmt werden könnte waren in dem Buch keine zu finden, zumal ein Kreis aus Kondensator und Widerstand an keiner Stelle beschrieben wurde.

Erst viel viel später bin ich, aus der Klemme heraus, auf die Idee gekommen den etwas später beschriebenen Kreis von Kondensator, Spule und Widerstand durch "Nullsetzen" der Spule für den anderen Fall zu missbrauchen, allerdings mit Widerwillen, denn dazu musste ich erst weitere Unklarheiten um die Spule abklären und wie das so ist, verbleibt dann trotz klarem Ergebnis ein Beigeschmack all der Umwege und ob da nicht doch irgendwo ein Denkfehlerchen verblieben ist. Das hat sich NACH dem Posten der Formel von oben zugetragen.

Von der Richtigkeit der Formel von oben bin ich noch immer überzeugt, selbstverständlich unter der Annahme dass die Dioden und die Zehnerdiode keinen nennenswerten Spannungshub haben. Bei den minimalen Strömen kann man das fast so ansetzen, sodass blind zu vermuten war, dass es nur zu einer recht geringen Abweichung führen sollte. Inzwischen hab ich mal versucht den Bewegungsrahmen dessen schräg abzusätzen und bin dabei auf etwa 1° gestoßen, was einer weiteren Leistungsaufnahme von ca 0.1Watt entsprechen würde.
Das bedeutet zwar einen 50% Aufschlag zu den schon etwa 0.21W aus der obigen Formel, aber nur 2% in Relation zur anliegenden Scheinleistung und wäre für mich nicht weiter interessant, weil alles unter etwa 0.6W gebongt ist.

Mit dem Ansatz von oben könnte ich nun mal versuchen das von einer anderen Seite Querzurechnen. Noch jetzt glaube ich, dass sich das einigermaßen deckt. Genaueres kann ich derweil dazu aber nicht sagen weil eine frühere Messung (21mA), der ich wenig Bedeutung zumaß, mit einem weniger genauen Gerät stattgefungen hat. Das könnte ich nun nochmal genauer nachholen, den GesamtBlindwiderstand MESSEN, den des Kondensators BERECHNEN (derweil 9650Ohm, 23mA) und daraus indirekt auf die Größe einer versteckten virtuellen Ohmschen Last bzw die genauere Phasenverschiebung schließen. Weil ich nicht weiß, in welche Richtung die Toleranzen die beiden Werte verschieben werden, bleibt das noch ziemlich offen. Beim Stromfluss das ungenaue Messgerät und bei dem Kondensator die Berechnung über den aufgedruckten Wert. Damit bleiben die beiden Werte etwa im Bereich von gut +-7% offen, was der Phasenverschiebung noch ziemlich großen Raum offenhält. Mal sehen was da rauskommt.

Gast

Hallo,

die Formel für die Leistungsaufnahme ist, abgesehen von einer geringfügigen Modifikation, richtig. Hier für meinen Fall war das unbedeutend (Abweichung 0.1Watt), aber für anders gelagerte Fälle solls ja auch gelten.

Das gilt unter der Idealvorstellung spannungshubfreier Dioden. Die Abweichung realer Dioden von diesem Ideal, bringt für MEINEN gelagerten Fall ebenfalls keine entscheidende Veränderung da die Phasenabweichung von 90°, bei max. lauen 0.11° liegen müsste. Für entschieden höhere Stromflüsse(10faches und mehr) wird das dann mehr und mehr bedeutend und ich werde versuchen das in einer aufgemotzten FVersion mit zu erfassen.

Der Weg über den Messansatz der Scheinwiderstände usw. scheint mir nicht brauchbar. Werde das aber noch nachholen. Passt's dann ist's gut, passt's nicht, dann ist's nicht brauchbar. Ich tippe derweil aus gutem Grund, dass nicht brauchbar. Augenzwinkern

Gast

Inzwischen hab ich mal etwas rumgemessen, aber es will sich einfach nicht richtig zusammenreimen sonst hätte ich schon früher was dazu gesagt. Zur Sicherheit werd ichs nochmal überprüfen und auch nochmal an einem anderen "Wertepaar" durchmessen, aber so wie es derweil ausschaut will das nichts werden, bzw bleibt viel zu ungenau im Resultat. Dabei hab ich die Parameter schon günstig ausgewählt.

Noch will ich ein Fehler meinerseits nicht ausschließen, obwohl wenig wahrscheinlich.