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jenny93



Anmeldungsdatum: 25.02.2013
Beiträge: 70

Beitrag jenny93 Verfasst am: 13. März 2013 17:03    Titel: Quellen und Leistungen Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hi smile

Jetzt habe ich leider doch noch etwas, wo ich keinen Rat weiß :/

Die Aufgabe:

Zwei lineare Quellen sind in Reihe geschaltet und an einen Lastwiderstand RL angeschlossen.
I1=200mA R1=45 Ohm I2=650mA R2=55 Ohm RL=55 Ohm

a) Geben Sie eine Ersatzquelle an

b) Berechnen Sie die Klemmenleistungen der beiden Quellen, sowie an RL

c) Bei welchem Widerstand von RL wäre die Leistung der Quelle 1 gerade gleich Null?

Meine Ideen:
Das habe ich gemacht:

Zuerst habe ich wie unten die Quellen geändert für a)


b) Da berechne ich zuerst den Strom, dann die Leistungen

Die sind aber nach meinem Lösungsbogen völlig daneben. Kann mir aber nicht erklären, warum das so ist :/ Weiß das jmd?



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GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 13. März 2013 19:05    Titel: Antworten mit Zitat

Was für ein Strom soll denn I=Uq/Ri sein? Wo fließt der? Jedenfalls nicht in der vorgegebenen Schaltung.
jenny93



Anmeldungsdatum: 25.02.2013
Beiträge: 70

Beitrag jenny93 Verfasst am: 13. März 2013 21:08    Titel: Antworten mit Zitat

wenn ich beide Quellen zu einer Quelle zusammenfasse, müsste es doch so sein ? grübelnd
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 13. März 2013 23:14    Titel: Antworten mit Zitat

Beantworte doch bitte meine Frage: Wo fließt dieser Strom Uq/Ri? Ich sehe das leider nicht.

Wenn ich die beiden Stromquellen zu Spannungsquellen umwandle und zusammenfasse, dann fließt in der einzigen übriggebliebenen Masche der Strom



Dabei ist


und
jenny93



Anmeldungsdatum: 25.02.2013
Beiträge: 70

Beitrag jenny93 Verfasst am: 14. März 2013 10:16    Titel: Antworten mit Zitat

Ich dachte Uq/Ri ergibt den Strom der Quelle unglücklich






Die Ergebnisse sind aber wieder falsch. Der Prof gibt vor:


Ich habe einfach keine Idee woher da negative Leistungen kommen solllen
grübelnd
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 14. März 2013 11:38    Titel: Antworten mit Zitat

Du hast zwar immer noch nicht geantwortet, wo der Strom fließt, aber sei's drum ...

jenny93 hat Folgendes geschrieben:
Ich dachte Uq/Ri ergibt den Strom der Quelle


Ja, das wäre der Quellenstrom einer äqivalenten Stromquellle. Wenn Du darüber aber den Strom durch RL bestimmen wolltest, müsstest Du die Stromteilerregel anwenden:



Zeichne Dir die Schaltungen mit Ersatzspannungs- und mit Ersatzstromquelle mal auf, dann kannst Du das selber nachvollziehen.

jenny93 hat Folgendes geschrieben:
Die Ergebnisse sind aber wieder falsch.


Natürlich, denn Du hast ein paar wesentliche Grundregeln nicht beachtet:

1. Ersatzquellen sind nur in ihrer Wirkung nach außen (also in ihrer Wirkung auf RL) der Originalschaltung äquivalent. Alles, was das Innere der Quellen angeht, also auch die Quellenleistungen musst Du aus der Originalschaltung ermitteln.

2. Was Du als PL berechnet hast, ist die Gesamtleistung der Ersatzquelle. Du sollst aber die von RL aufgenommene Leistung bestimmen. Das geht am besten mit


mit
jenny93



Anmeldungsdatum: 25.02.2013
Beiträge: 70

Beitrag jenny93 Verfasst am: 14. März 2013 12:00    Titel: Antworten mit Zitat

der strom müsste doch dann überall fließen, meinte ich.

aber wenn ich dann folgendes rechne:

ist es ja auch wieder falsch

und das auch



das verstehe ich leider nicht grübelnd
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 14. März 2013 12:14    Titel: Antworten mit Zitat

jenny93 hat Folgendes geschrieben:
der strom müsste doch dann überall fließen, meinte ich.


Nein! Ich hab' es doch bereits gesagt: In der Ersatzquelle fließt ein anderer Strom durch den Innenwiderstand als in der Originalschaltung. Da die Ersatzquelle aber nur in ihrer Wirkung nach außen der Originalschaltung äquivalent ist, musst Du, um die Spannungen über den Stromquellen der Originalschaltung zu bestimmen, die Originalschaltung betrachten: Bestimme die Ströme durch R1 und R2 der Originalschaltung (das geht per Knotenpunktsatz) und multipliziere sie mit dem jeweiligen Widerstand, dann hast du die Spannung über der jeweiligen Stromquelle. Wenn Du die mit dem Klemmenstrom multiplzierst (das ist der per Ersatzschaltung bestimmte Laststrom), erhältst Du die Quellenleistung. Ist die positiv, so nimmt die Quelle Leistung auf, ist sie negativ, so gibt sie Leistung ab.

Zur Bestimmung von PL:
Du hattest den Laststrom doch schon mal richtig zu IL=0,2887A bestimmt. Welchen Strom hast du denn jetzt plötzlich berechnet?
jenny93



Anmeldungsdatum: 25.02.2013
Beiträge: 70

Beitrag jenny93 Verfasst am: 14. März 2013 16:53    Titel: Antworten mit Zitat

das passt doch irgendwie nicht... wenn ich ich 44,75*0,2887A rechne, kommt 12,92 Watt raus und das ist falsch....


wenn ich für die leistung p1 den folgenden strom nehme:

0,65A-0,2A-0,2887A komme ich auch nicht auf mein ergebnis... ach manno ich verzweifel bei der aufgabe wirklich unglücklich
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 14. März 2013 18:28    Titel: Antworten mit Zitat

jenny93 hat Folgendes geschrieben:
das passt doch irgendwie nicht... wenn ich ich 44,75*0,2887A rechne, kommt 12,92 Watt raus und das ist falsch....


Es hat ja auch niemand gesagt, dass Du das so machen sollst. Sag' mal, kannst Du denn nocht nicht einmal lesen, was ich Dir schreibe (wenn Du es schon nicht verstehen kannst oder willst). Ich wiederhole nochmal:

GvC hat Folgendes geschrieben:
Bestimme die Ströme durch R1 und R2 der Originalschaltung (das geht per Knotenpunktsatz) ...






GvC hat Folgendes geschrieben:
... und multipliziere sie mit dem jeweiligen Widerstand, dann hast du die Spannung über der jeweiligen Stromquelle.






GvC hat Folgendes geschrieben:
Wenn Du die mit dem Klemmenstrom multiplzierst (das ist der per Ersatzschaltung bestimmte Laststrom), erhältst Du die Quellenleistung.






GvC hat Folgendes geschrieben:
Ist die positiv, so nimmt die Quelle Leistung auf, ist sie negativ, so gibt sie Leistung ab.


P1>0 ---> Quelle 1 nimmt Leistung auf

P2<0 ---> Quelle 2 gibt Leistung ab
jenny93



Anmeldungsdatum: 25.02.2013
Beiträge: 70

Beitrag jenny93 Verfasst am: 14. März 2013 19:08    Titel: Antworten mit Zitat

tut mir leid, ich habe das anders verstanden.

ich habe mal eine zeichnung gemacht, damit du vielleicht verstehst was ich mir dabei gedacht habe.

ich habe den knoten genommen und versucht die spannungen zu addieren.

ist aber wohl völlig daneben, wie du sagts. sry



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GvC



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Beitrag GvC Verfasst am: 14. März 2013 19:33    Titel: Antworten mit Zitat

jenny93 hat Folgendes geschrieben:
ich habe mal eine zeichnung gemacht, damit du vielleicht verstehst was ich mir dabei gedacht habe.


Ich will gar nicht wissen, was Du gedacht hast. Viel wichtiger wäre es, dass Du verstehst, was richtigerweise gedacht werden muss.
jenny93



Anmeldungsdatum: 25.02.2013
Beiträge: 70

Beitrag jenny93 Verfasst am: 14. März 2013 20:30    Titel: Antworten mit Zitat

ähm, warum muss ich denn den strom der anderen quelle nicht beachten, wenn ich die eine betrachte...

wie kann ich mir das vorstellen... der strom von 0,2887 A ist mein gesamter strom und davon ziehe ich den von der quelle produzierten strom ab... ist das prinzipiell so... ich kenne die knotengleichung nur als summe aller reinfließenden ströme ist gleich summe aller abfließenden ströme grübelnd


... wenn ich aber nun die leistung des widerstandes berechnen will, komme ich nicht auf das gewünschte ergebnis

wenn die spannung 44,75 V ist, muss dies ja komplett über dem widerstand abfallen. d.h. 0,2887A*44,75V=12,92Watt

und das kann ja nicht sein
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 15. März 2013 13:04    Titel: Antworten mit Zitat

jenny93 hat Folgendes geschrieben:
wie kann ich mir das vorstellen... der strom von 0,2887 A ist mein gesamter strom und davon ziehe ich den von der quelle produzierten strom ab... ist das prinzipiell so... ich kenne die knotengleichung nur als summe aller reinfließenden ströme ist gleich summe aller abfließenden ströme


Na ja, dann weißt Du doch schon alles. Warum wendest Du den Knotenpunktsatz nicht einfach an? Die Ströme I1 und I2 fließen von links nach rechts. Nimm die Ströme durch R1 und R2 ebenfalls von links nach rechts fließend an. Der Gesamtstrom I fließt ebenfalls von links nach rechts (bzw. von oben nach unten durch RL).

Nun betrachte den Knoten rechts von der Stromquelle I1: Summe der reinfließenden Ströme ist I1+IR1, Summe der rausfließenden Ströme ist I, also



Nun betrachte den Knoten links von der Stromquelle I2: Summe der reinfließenden Ströme ist I, Summe der rausfließenden Ströme ist I2+IR2, also



jenny93 hat Folgendes geschrieben:
wenn die spannung 44,75 V ist, muss dies ja komplett über dem widerstand abfallen.


Oh Jenny, wie kommst Du nur auf so verquere Gedanken? Vielleicht liegt das daran, dass Du dir keine Skizzen machst und deshalb Originalschaltung und Ersatzquellenschaltung nicht auseinanderhalten kannst.

Da Original- und Ersatzschaltung in Bezug auf RL dieselbe Wirkung haben, muss bei Betrachtung der Situation mit der Ersatzschaltung dieselbe Spannung am Widerstand RL herauskommen wie in der Originalschaltung.

Betrachten wir zunächst die Ersatzschaltung. Die Quellenspannung der Ersatzspannungsquelle ist Uq=44,75V. Dazu in Reihe liegen R1, R2 und RL. Dann ergibt sich die Spannung an RL nach Spannungsteilerregel zu



Betrachten wir nun die Originalschaltung. Da wir die Ströme durch R1 und R2 von links nach rechts fließend angenommen haben, sind die zugehörigen Spannungspfeile ebenfalls von links nach rechts gerichtet. Dann lautet der Maschensatz





Wir haben bei dieser Betrachtung keine wie auch immer gearteten Tricks, sondern ausschließlich die einfachsten Grundregeln der Elektrotechnik angewendet: Knotenpunktsatz, Maschensatz, Spannungsteilerregel ...

Mit dieser Handvoll von Grundregeln (es kommen noch Stromteilerregel und ohmsches Gesetz hinzu) lassen sich alle Aufgaben aus dem Grundlagenbereich der E-Technik problemlos erschlagen. Es wäre deshalb auch für Dich sinnvoll, diese paar Regeln zu akzeptieren und zu verinnerlichen. Wenn Du Dich weigerst, das zu tun, weil es Dir zu viel erscheint (ich persönlich finde, dass 5 Regeln nicht zuviel sind), dann solltest du die Finger von der Elektrotechnik lassen. Ich glaube nicht, dass Du das willst. Denn Deine Ausdauer, mit der Du immer wieder nachfragst, ist durchaus bewundernswert.
jenny93



Anmeldungsdatum: 25.02.2013
Beiträge: 70

Beitrag jenny93 Verfasst am: 17. März 2013 12:24    Titel: Antworten mit Zitat

vielen dank für diese antwort:)


natürlich ist das nicht zu viel verlangt, es fehlt manchmal nur das auge (die übung) das zu erkennen... bin dann froh, wenn ich hilfreiche tipps bekomme, um es besser zu verstehen... ich glaube dass ich auch schon dazu gelernt habe:)
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