Probleme beim Bestimmen von U_l und I_k mit Üblg-Satz

FIPI' · Anmeldungsdatum: 30.10.2012 Beiträge: 83

Guten Tag liebe Community,

ich hänge mal wieder beim Berechnen eines Netzwerkes fest. Ich habe diese SChaltung bereits an anderer Stelle gepostet, jedoch ging es da um den Parameter des Innenwiderstandes. Nun habe ich aber Probleme bei den Aufgabenstellungen a) und b)

Die Aufgabenstellung besagt, dass ich zuerst I_k und Ri berechnen soll. Dies scheint auch einfacher zu sein, als die Berechnung von Ul als ersten Parameter. Es fällt (auch beim Überlagern bzw. beim ersten Teil der Überlagerung (Spannungsquelle wird kurzgeschlossen)) sofort auf, dass die Stromquelle Ihren Stromteil direkt in den Kurzschluss fliessen lässt. Bei der Berechnung des Stromanteils der Spannungsquelle und jenen Einfluss auf Ik bekomme ich allerdings Probleme. Sobald ich 2 der 3 gesuchten Parameter habe, ist die BErechnung von dem fehlenden Parameter ja ein leichtes.

Konkret:

Könntet Ihr mir einige Denkansätze
- bei der Berechnung von Ik als ERSTEN Parameter (Ri schenken wir uns, denn dieser Wert ist leicht zu bestimmen und beträgt 6 Ohm)

- bei der Berechnung von Ul als ERSTEN Parameter (auch wenn dies in der Aufgabe nicht gefordert ist bzw. sich einfach durch Ul = Ri*Ik berechnen lässt). Hier kann man soweit ich weiß die Spannung am Widerstand bestimmen, der parallel zu den Anschlussklemmen liegt (wäre ja in dem Fall R4, jedoch komme ich damit auch nicht auf das gewünschte Ergebnis)

liefern?

Die "Musterlösung" spuckt folgende Werte aus: Ri = 6 Ohm, Ik = 1A, Ul = 6V aus. Ich kann es drehen und wenden, komme jedoch nicht auf Ik und Ul.

Über jegliche Hilfe wäre ich sehr sehr dankbar!

mit den besten Grüßen

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Du willst also die Leerlaufspannung bestimmen, ohne den Kurzschlussstrom zuvor bestimmt zu haben, richtig?

Du sagst ganz richtig, dass das der Spannungsabfall über R4 ist. Der setzt sich aus zwei Anteilen zusammen, einem infolge UQ und einem infolge IQ. Der erste ergibt sich durch zweimalige Anwendung der Spannungsteilerregel, der zweite aus dem ohmschen Gesetz. Diese beiden Anteile sind entsprechend den vorgegebenen Richtungen der Quellenspannung und des Quellenstromes einander entgegengesetzt. Also

Wenn Du hier die gegebenen Werte einsetzt, erhältst Du die Musterlösung.

FIPI' · Anmeldungsdatum: 30.10.2012 Beiträge: 83

Hey danke GvC, auf Dich ist echt Verlass! Um ehrlich zu sein, sah mein Ansatz fast genauso aus, jedoch bekam ich nicht das richtige Ergebnis heraus - warum auch immer. Evtl. habe ich mich bei den Stromrichtungen vertan.

Wie würde denn der Ansatz lauten, wenn ich Ik als erstes bestimmen wollen würde? Der Stromanteil der Stromquelle bei Ik ist geschenkt, denn der liegt ja direkt am Kurzschluss. Aber der Strom, der von der Spannungsquelle getrieben wird, ist mir in Hinblick auf den Kurzschlussstrom Ik echt schleierhaft. Ich komme da einfach nicht auf Ik.. Vielleicht habe ich die vorgehensweise bei der Berechnung des Kurzschlussstroms auch falsch verstanden - ich weiß es nicht.

Nachtrag: Warum kannst Du R1, R2 und R4 zu einem Widerstand zusammenfassen und DADURCH mittels Spannungsteiler Die Spannung U4a bestimmen? Ich weiß nicht, ob die Frage richtig formuliert ist, aber ich hätte jetzt gedacht, dass durch diese Zusammenfassung auch eine andere Spannung herauskommen würde. Ich hoffe, Du verstehst, was ich meine...

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

FIPI' · Anmeldungsdatum: 30.10.2012 Beiträge: 83

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Wie kommt denn R4 in Deine Gleichung? R4 ist doch kurzgeschlossen.

FIPI' · Anmeldungsdatum: 30.10.2012 Beiträge: 83

Oh, Du hast vollkommen Recht! Ich habe mich derart auf den Strom bzw. Spannung durch R4 konzentriert, dass ich gar nicht gemerkt habe, dass R4 kurzgeschlossen wurde.

Kann es sein, dass die Ersatzschaltbilder bei der Überlagerung zur Berechnung von Ik bzw Ul anders aussehen, als jene, die ich machen würde, wenn ich die Teilströme berechnen würde?
Muss der Kurzschluss bei dem ESB mit drauf?

Schau mal, so sehen meine beiden ESBs zu den Teilnetzwerken aus (daraus wird irgendwie bzw. gar nicht ersichtlich, dass R4 kurzgeschlossen wird - muss der Draht, der den Zweipol kurzschliesst mit in die Ersatzschaltbilder gezeichnet werden?)

Nochmals vielen Dank - Deine Hilfestellungen in der Vergangenheit haben echt eine Menge dazu beigetragen, dass ich mittlerweile einen besseren Durchblick habe (an ein paar Stellen hapert es zwar noch, aber ich hoffe das verbessert sich noch)!

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

FIPI' · Anmeldungsdatum: 30.10.2012 Beiträge: 83

Okay, das war wohl echt eine blöde Frage - danke! Zunge raus

Ein einziges kleines Verständnisproblem hätte ich noch - danach höre ich auf mit den dummen Fragen - versprochen.

Warum wendest Du die Stromteilerregel mit

am Widerstand R1 an? Der Strom Ik teilt sich doch am Knoten zwischen R1 und R2. Demnach spielt der Strom durch R2, der dem Kurzschluss zufliessst (tut er das? Meiner Meinung nach schon oder?) doch auch eine Rolle oder etwa nicht? Wieso rechnest Du nur mit dem Strom durch R1 bzw. warum scheint nur dieser relevant für Ik zu sein (R4 ist doch kurzgeschlossen)?

Sorry für die dummen Fragen...

mit den besten Grüßen

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Diese Gleichung, die angeblich ich fabriziert haben soll, ist falsch. Schau mal die Terme links und rechts von zweiten Gleichheitszeichen an. Das kann ja wohl nicht stimmen.

FIPI' · Anmeldungsdatum: 30.10.2012 Beiträge: 83

Hoppla, sehe den Fehler in der Formel jetzt auch.

Hatte mich falsch ausgedrückt, ich meinte natürlich den Strom infolge Uq - der fliesst doch nicht nur durch R1, sondern auch durch R2 oder? Deiner Gleichung (ST-Regel) zufolge, die Du mir bzgl. Ik gepostet hast, spielt im Überlagerungsfall mit abgetrennter Stromquelle nur der Widerstand R1 eine Rolle. Ich wollte aber darauf hinaus, dass der Strom infolge Uq sich doch am Knoten trennet und zum einen durch R1 und R2 fliesst. Die Frage war da eigentlich nur: Warum spielt dieser Strom keine Rolle?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Der Strom, den die Spannungsquelle im Kurzschlussfall liefert, ist

Aber den willst du gar nicht haben, sondern nur einen Teil davon, nämlich den durch R1 (R1 liegt ja in Reihe zum widerstandslsoen Kurzschlusszweig). Diesen Anteil durch R1 berechnest Du mit Hilfe der Stromteilerregel:

Der andere Anteil, nämlich der durch R2 spielt deshalb keine Rolle, weil er nicht durch den Kurzschlusszweig fließt. Du willst doch nur den Kurzschlussstrom berechnen und nichts anderes. Irgendwie scheine ich Dich nicht richtig zu verstehen.

FIPI' · Anmeldungsdatum: 30.10.2012 Beiträge: 83

Hey danke! Nein, diesmal hast Du mich wirklich richtig verstanden - ich dachte halt, dass der Strom infolge Uq der durch R2 fliesst ebenfalls durch den Kurzschlusszweig fliesst. Habe mir aber gestern Abend nochmal Gedanken darüber gemacht und die Zählpfeile eingezeichnet - da ist mir direkt aufgefallen, dass der Strom durch den Widerstand R2 nicht durch den Kurzschlusszweig fliesst - war mir gestern nur nicht direkt ersichtlich, sorry! Eine klitzkleine Frage ist mir gestern beim Nachdenken allerdings noch gekommen - jedoch hat sie nur bedingt etwas mit der Aufgabenstellung zu tun.

Stellen wir uns vor, es würde ein weiterer Widerstand R5 existieren, der parallel zu R4 liegt. Würde sich an der Berechnung etwas ändern oder wären dann beide Widerstände (R4+R5) kurzgeschlossen, sodass man weiterhin "nur" den Strom durch R1 infolge Uq berechnen müsste?

Ich hätte Verständnis dafür, wenn Du keine Lust darauf hättest, mir die Frage auch noch zu beantworten - es nervt bestimmt, dass ich ständig frage..

vielen Dank für Deine Hilfe!

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

FIPI' · Anmeldungsdatum: 30.10.2012 Beiträge: 83

Ja, ich weiß.. unglücklich

Aber vielen Dank - habs mir ehrlich gesagt schon gedacht, dass dann beide kurzgeschlossen werden, da sich an der Berechnung ja auch nichts ändern würde, wenn dieser imaginäre Widerstand R5 in Reihe anstatt parallel bzw. auf dem Kurzschlusszweig liegen würde - vielen Dank, Du hast mir seeeehr geholfen! smile