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Nachricht |
der wahre Newton
Gast
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 der wahre Newton Verfasst am: 20. Jan 2013 20:28 Titel: Für welchen Wert R ist I=0 |
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Nabend!
Folgende Aufgabe ist gegeben:
Für welchen Wert Rx ist in der angegebenen Schaltung Ix=0
Kann den Schaltplan leider nur als Link hier posten:
s14.directupload.net/file/d/3141/vaks9hg9_jpg.htm
Hab da irgendwie überhaupt keine Ahnung wie ich da vorgehen kann..
Über Ansätze würd ich mich freuen. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 21. Jan 2013 12:02 Titel: |
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Logik: Wenn Du Ix zu Null setzen willst, musst Du erstmal eine Gleichung für Ix haben. (Was willst Du sonst nullsetzen?)
Die bekommst du entweder mit Hilfe des Überlagerungsverfahrens oder per Maschenstromanalyse oder per Knotenspannungsanalyse. Am einfachsten ist vielleicht die Knotenspannungsanalyse. Denn Du erkennst sofort, dass Ix=0 wenn Ua=Ux, wobei Ua die Knotenspannung zwischen oberem und unteren Knoten ist. Dann kannst Du in der Knotenpunktgleichung von vornherein Ua durch Ux ersetzen.
 =\frac{U_0}{R_2}+\frac{U_x}{R_1})
Wie gesagt, Ua durch Ux ersetzen und nach Rx auflösen. |
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Leonardo vom Winde
Anmeldungsdatum: 24.02.2011
Beiträge: 237
Wohnort: Dritter Planet
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| Leonardo vom Winde Verfasst am: 21. Jan 2013 14:37 Titel: |
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Mahlzeit,
einfacher denken! Zuerst mal die Schaltung verstehen, es gibt nur zwei Szenarien in den der Strom in einer Spannungsquelle Null ist:
1. die Spannungsquelle ist gar nicht angeschlossen
2. es wird eine Spannung gleich der Quellspannung angelegt.
Den zweiten Fall haben wir hier, also kennen wir die Spannung an Rx. Jetzt brauchen wir nur die Spannungsteilerregel für R2 und Rx anwenden. R1 ist für die Berechnung unerheblich, er könnte jeden beliebigen Wert haben.
Grüße Leo
_________________
Ich weiß genau was Raum und Zeit ist, aber wenn ich es erklären soll weiß ich es nicht mehr |
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Flixflox
Anmeldungsdatum: 07.02.2013
Beiträge: 3
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| Flixflox Verfasst am: 07. Feb 2013 14:48 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | Logik: Wenn Du Ix zu Null setzen willst, musst Du erstmal eine Gleichung für Ix haben. (Was willst Du sonst nullsetzen?)
Die bekommst du entweder mit Hilfe des Überlagerungsverfahrens oder per Maschenstromanalyse oder per Knotenspannungsanalyse. Am einfachsten ist vielleicht die Knotenspannungsanalyse. Denn Du erkennst sofort, dass Ix=0 wenn Ua=Ux, wobei Ua die Knotenspannung zwischen oberem und unteren Knoten ist. Dann kannst Du in der Knotenpunktgleichung von vornherein Ua durch Ux ersetzen.
Wie gesagt, Ua durch Ux ersetzen und nach Rx auflösen. |
Also die Formel scheint logisch aber der genannte Fall ist hier doch garnicht gegeben denn Ux ist gegeben mit 4V und folglich gilt hier wohl kaum Ua=Ux . Weiterhin komme ich beim auflösen von diesem Ansatz auf kein Ergebnis ( habe die gleiche Aufgabe zu lösen und bin etwas ratlos )
Lg Felix |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 07. Feb 2013 15:29 Titel: |
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| Flixflox hat Folgendes geschrieben: | | Also die Formel scheint logisch aber der genannte Fall ist hier doch garnicht gegeben denn Ux ist gegeben mit 4V und folglich gilt hier wohl kaum Ua=Ux . |
Aber wenn Ua=Ux, dann ist der Strom Ix gleich null (und das ist in der Aufgabenstellung gefordert), wie man leicht aus dem Maschensatz ermitteln kann. Denn danach ist
Wenn das null sein soll, dann muss gelten Ua=Ux.
Gleichung nach einer Unbekannten auflösen:
 =\frac{U_0}{R_2}+\frac{U_x}{R_1})
Linke Seite ausmultiplizieren
Alle Glieder ohne Rx auf die rechte Seite:
An dieser Stelle siehst Du, dass R1 überhaupt keinen Einfluss hat, was ja auch einleuchtet, denn Ix soll ja null sein. Darauf hatte Leonardo vom Winde bereits hingewiesen. Dessen Lösungsweg ist übrigens viel einfacher als meiner. Warum gehst du nicht seinen Weg?
Weiter mit obiger Gleichung: Jetzt Kehrwert bilden
Ganze Gleichung mit Ux multiplizieren
Jetzt vielleicht noch durch Ux kürzen:
Zahlenwerte kannst Du selber einsetzen, oder?
Wie Du siehst, geht das Auflösen einer Gleichung immer nach dem Schema, auf beiden Seiten der Gleichung dieselbe Rechenoperation durchzuführen und zwar so lange, bis die gesuchte Größe alleine auf einer Seite steht. Das musst Du irgendwann mal gelernt haben. |
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Flixflox
Anmeldungsdatum: 07.02.2013
Beiträge: 3
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| Flixflox Verfasst am: 07. Feb 2013 15:53 Titel: |
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Also erstmal danke für die ausführliche Antwort
Ergebnis wäre bei mir jetzt Rx= 66,6 Ohm
. Für mich ist es manchmal schwer ersichtlich irgendwie was ich wann machen muss  . Den weg von Leonardo konnte ich mir bildlich irgendwie nicht gut vorstellen außerdem hat es mich hält verwirrt das in der Aufgabe hält beide Spannungen von vorne herein angegeben waren und hier dann stand das sie gleich sein müssen , sie jedoch laut Aufgaben Stellung verschieden Werte hatten aber jetzt ist alles klar  vielen vielen dank für die ausführliche Erklärung
Lg Felix |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 07. Feb 2013 16:31 Titel: |
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| Flixflox hat Folgendes geschrieben: | | außerdem hat es mich hält verwirrt das in der Aufgabe hält beide Spannungen von vorne herein angegeben waren und hier dann stand das sie gleich sein müssen , sie jedoch laut Aufgaben Stellung verschieden Werte hatten |
Ich glaube, Du verwechselst hier was. Die Spannungen U0 und Ux sind fest vorgegeben und ändern sich auch nicht. Es ging um die Knotenspannung zwischen oberem Knoten und unterem Knoten, die ich Ua genannt habe und die je nach Größe von Rx unterschiedliche Werte annehmen kann. Die Aufgabenstellung war nun, dass Rx einen solchen Wert annimmt, dass Ua so groß ist, dass Ix=0. Wir hatten per Vorüberlegung festgestellt, dass dann die Knotenspannung Ua gleich der unveränderten Spannung Ux sein muss( U0 und Ux sind dabei nach wie vor unverändert und bleiben es auch). Da Ua von Rx abhängt, muss jetzt also das Rx gefunden werden, welches dafür sorgt, dass Ua=Ux ist.
Die Knotenspannung Ua lässt sich nach dem Knotenspannungsverfahren aus den Knotenpunktgleichungen eines Netzwerks allgemein bestimmen. Im vorliegenden Fall eines Netzwerks mit nur zwei Knoten gibt es nur eine unabhängige Knotenpunktgleichung. Diese haben wir als Ausgangsgleichung für unsere Berechnungen hingeschrieben.
Wenn Du also, wie wir das hier gemacht haben, das Knotenspannungsverfahren anwenden willst, musst Du dieses Verfahren erstmal verinnerlichen. Erfahrungsgemäß tun sich die Fragesteller in diesem Forum (und damitmöglicherweise auch Du) mit dem Knotenspannungsverfahren etwas schwer. Insofern ist der Weg, den Leonardo vom Winde aufgezeigt hat, der einfachere. Allerdings muss man dafür wenigstens die Spannungsteilerregel beherrschen, so wie man bei meinem Weg das Knotenspannungsverfahren beherrschen muss.
Du ersiehst hieraus vielleicht, dass es für angehende Elektrotechniker oder gar Ingenieure ohne die Kenntnis gewisser Grundregeln der Elektrotechnik nicht geht. Ebenfalls aus Erfahrung lässt sich sagen, dass elektrotechnische Anfänger immer noch meinen, sie könnten ohne diese Regeln auskommen (Hauptargument: Faulheit). Lass' Dich nicht dazu verleiten, genauso zu denken. |
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Flixflox
Anmeldungsdatum: 07.02.2013
Beiträge: 3
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| Flixflox Verfasst am: 07. Feb 2013 16:54 Titel: |
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Hmm ja das klingt für mich logisch, jedoch möchte ich weder Ingenieur noch Elektrotechniker werden, sondern muss nur ein Semester Physik belegen und auch nur eine Klausur dadrin schreiben. Das Problem ist dabei einfach, wenn man seit der 10.Klasse kein Physik hatte es einfach etwas schwer ist die ganzen Formeln und Wege innerhalb von ein paar Wochen zu verstehen,denn mehr Zeit wird einem Semester nicht in den Bereich Stromkreise und allgemein Elektrik leider nicht investiert, deswegen hab bitte etwas nachsehen mit mir wenn ich mich etwas dumm angestellt habe.
Was Leonardos Weg angeht scheint er im Nachhinein betrachtet wirklich etwas einfacher zu sein ich war nur halt im ersten Moment etwas überfordert damit, das R1 keine Rolle spielen soll, dass ist mir durch deine Schreibweise jedoch ersichtlich geworden. Komisch ist nur das ich per Spannungsteilergleichung auf einen Wert von Rx=40 Ohm komme und nicht auf die 66,6 aus deinem Ansatz . |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 07. Feb 2013 17:06 Titel: |
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| Flixflox hat Folgendes geschrieben: | Komisch ist nur das ich per Spannungsteilergleichung auf einen Wert von Rx=40 Ohm komme und nicht auf die 66,6 aus deinem Ansatz .
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Wenn das so ist, dann kennst Du die Spannungsteilerregel nicht oder kannst sie nicht anwenden, oder Du kannst nicht rechnen. Dass Du beim Rechnen eine gewisse Schwäche hast, hast Du ja bereits gezeigt, als Du meine Knotenpunktgleichung nicht nach Rx auflösen konntest.
Grundlage ist hier natürlich wieder mal die Erkenntnis, dass der Spannungsabfall über R2 gleich der fest vorgegebenen Spannung Ux sein muss, damit Ix Null ist.
Spannungsteilerregel für die Spanung an R2:
Das Auflösen nach Rx machst Du selber. |
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