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Nachricht |
JörgK
Gast
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 JörgK Verfasst am: 04. Mai 2012 18:41 Titel: Kondensator im Wechselstromkreis - Zeigerdiagramm + Spannung |
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Meine Frage:
Gegeben ist Folgendes:
Ein Stromkreis mit einer Wechselstromquelle (Ueff = 6,7 V), in dem in Reihe ein Kondensator (C = 8,78 * 10^-7 F) und ein Lämpchen (7 V / 0,3 A ) hängen. Desweiteren ist noch die effektive Stromstärke von 0,2 A bekannt, sowie die Frequenz von 7540 Hz.
Aufgabe ist ein Zeigerdiagramm zu zeichnen.
Meine Ideen:
Den Grundliegenden Ansatz habe ich verstanden.
Ein Zeiger für die Spannung am Kondensator zeigt nach unten, ein weiterer mit der Spannung am Lämpchen nach rechts. U0-Gesamt ist dann die Diagonale, die man erhält, wenn man die beiden Zeiger zu einem Rechteck ergänzt.
Allerdings sind drei Sachen noch unklar:
1) Liegt die Tatsache, dass man hier die Zeiger für U zeichnet daran, dass es eine Reihenschaltung ist ? (Folglich bei Parallel immer I ?)
2) Es werden IMMER die NICHT-effektiven Werte im Zeigerdiagramm gezeichnet, oder ?
3) Bei U0-R (also das Lämpchen) komme ich nicht effektiv (btw. gibt's dafür ein hübscheres Wort ?) auf 6,6 V. Genauso der Rest meines LKs. Bei U0C (also Kondensator) habe ich allerdings immer 2,8 V raus (R= 1/2*pi*f*C ... I nicht effektiv = I * sqrt(2)... Rc = Rges (33,5) - RLämp (23,3333) = 10.1667 ... U/I = R => U = R / I)
Laut dem Rest des Kurses kommt da aber auch was um die 6,5 Volt raus (für U0C)
Wo ist da mein Denkfehler ?
Hoffe ihr könnt mir weiterhelfen !
Schönes Wochenende !
Jörg |
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isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
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| isi1 Verfasst am: 06. Mai 2012 10:04 Titel: |
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Am Kondensator 0,878µF habe ich allerdings 4,808V errechnet, Jörg,
wie kommt man da auf 2,8V?
Und 
Beachte auch, dass das Glühlämpchen seinen Widerstand mit der Spannung stark ändert
 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/87/Glueh_r.jpg
_________________
Grüße aus München, isi •≡≈ ¹₁₂½√∠∞±∫αβγδεηκλπρσφω ΔΣΦΩ |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 06. Mai 2012 13:45 Titel: |
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| JörgK hat Folgendes geschrieben: | | 1) Liegt die Tatsache, dass man hier die Zeiger für U zeichnet daran, dass es eine Reihenschaltung ist ? (Folglich bei Parallel immer I ?) |
Ich weiß zwar nicht genau, was Du damit meinst, aber eines solltest Du Dir klarmachen: Bei einer Reihenschaltung fließt derselbe Strom durch alle in Reihe liegenden Elemente und verursacht an jedem Element laut ohmschem Gesetz einen Spannungsabfall. Die (geometrische) Summe der Spannungsabfälle ergibt laut Maschensatz die Gesamtspannung.
| JörgK hat Folgendes geschrieben: | | 2) Es werden IMMER die NICHT-effektiven Werte im Zeigerdiagramm gezeichnet, oder ? |
Auch hier ist nicht ganz klar, was Du eigentlich meinst. Was sind "NICHT-effektive" Werte? Meinst Du damit die Scheitelwerte? Da Scheitel- und Effektivwert einer sinusförmigen Größe sich nur durch den Faktor  unterscheiden, spielt das für das Zeigerbild keine Rolle. Es handelt sich ja nur um einen Maßstabsfaktor.
Da alle Strom- und Spannungsangaben normalerweise, wie auch in dieser Aufgabe, als Effektivwerte angegeben sind, ist es sinnvoll, immer mit Effektivwerten zu rechnen, die im Falle der durch Zeiger symbolisierten sinusförmigen Größen auch häufig als Beträge der Ströme und Spannungen bezeichnet werden.
Im Gegensatz zu isi1 würde ich den kapazitiven Blindwiderstand nicht mit  bezeichnen, denn das Symbol R ist normalerweise für ohmsce Widerstände reserviert, während Blindwiderstände im Allgemeinen mit X bezeichnet werden. Im vorliegenden Fall also
und
Damit ergibt sich der gesamte Scheinwiderstand der Reihenschaltung zu
Der Strom ergibt sich demnach laut ohmschem Gestz zu
Du siehst an dieser Stelle, dass die Aufgabe überbestimmt ist. Der Strom oder die Angaben zum Lämpchen hätten gar nicht gegeben zu sein brauchen, und Du hättest Die Aufgabe trotzdem lösen können. Da nun aber mal alle diese Angaben gemacht sind, brauchtest Du nur den vorgegebenen Strom mit den jeweiligen Widerständen zu multiplizieren und hättest damit die Spannungsabfälle an Kondensator und Lämpchen bestimmen können:
und
Wenn Du Dir im Zeigerbild den Stromzeiger und damit die Richtung des Strmes vorgibst, hat UR dieselbe Richtng wie I, und Uc weist senkrecht nach unten (um 90° gegenüber dem Strom und damit gegemüber UR nacheilend).
Die beiden Spannungen stehen im Zeigerbild also senkrecht aufeinander, so dass sich die Gesamtspannung nach Pythagoras wunderbarerweise zu
ergibt. |
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JoergK
Gast
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| JoergK Verfasst am: 06. Mai 2012 20:30 Titel: |
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Hallo zusammen,
erstmal danke für die ausführlichen Antworten !
1) | Zitat: | | Auch hier ist nicht ganz klar, was Du eigentlich meinst. Was sind "NICHT-effektive" Werte? Meinst Du damit die Scheitelwerte? Da Scheitel- und Effektivwert einer sinusförmigen Größe sich nur durch den Faktor unterscheiden, spielt das für das Zeigerbild keine Rolle. Es handelt sich ja nur um einen Maßstabsfaktor. |
Danke, Scheitelwerte war (wie mir auch Wiki inzwischen gesagt hat  ) das Wort, das ich gesucht habe - Unser Physiklehrer hat halt bisher nur zwischen effektiven und eben nicht-effektiven Werten unterschieden, allerdings das Wort noch nicht eingeführt.
2)
| Zitat: | Am Kondensator 0,878µF habe ich allerdings 4,808V errechnet, Jörg,
wie kommt man da auf 2,8V? |
Tja, jetzt haben wir - oder mehr ich - ein Problem. In den vergangenen zwei Tagen habe ich stundenlang für meine anstehende Klausur gelernt und mittlerweile kann ich mir's leider selbst nicht mehr erklären, wie ich auf den Wert gekommen bin.... Ich hab zwar noch mal in meine Aufzeichnungen reingeschaut, aber an der entscheidenden Stelle habe ich es offenbar, weil ich bereits wusste, dass es falsch war, gar nicht erst hingeschrieben...
Aber jetzt weiß ich auf jeden Fall, dass die Zeile
| Zitat: | | Rc = Rges (33,5) - RLämp (23,3333) = 10.1667 |
offenbar grottenfalsch ist, weil anscheinend Rg hier != Rc + RLämp ist. (Gut, das umstellen vom Ohmschen Gesetz dahinter ist mindestens genauso falsch, aber das war nur ein Tippfehler und ist so nie in den Taschenrechner geraten )
3) | Zitat: | | Du siehst an dieser Stelle, dass die Aufgabe überbestimmt ist. Der Strom oder die Angaben zum Lämpchen hätten gar nicht gegeben zu sein brauchen, und Du hättest Die Aufgabe trotzdem lösen können. |
Das stand auch so nicht in der Aufgabe. Das waren nur ein paar meiner als richtig gekennzeichneten Ergebnisse, um euch das Leben etwas zu erleichtern
Aber auf jeden Fall noch mal ein riiiieeesssiiggesss DANKESCHÖN an euch beide !!
Gruß Jörg |
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