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Anne1300
Anmeldungsdatum: 28.06.2013
Beiträge: 16
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Profi
Anmeldungsdatum: 27.05.2013
Beiträge: 37
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Anne1300
Anmeldungsdatum: 28.06.2013
Beiträge: 16
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 Anne1300 Verfasst am: 28. Jun 2013 23:25 Titel: |
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Hallo Profi,
danke für deine Antwort.
| Profi hat Folgendes geschrieben: |
Versuch mal alle "Zweibeinige Bauteile" die ihr schon besprochen habt.
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Dann kann es nur die Z-Diode sein oder?
Diese Schaltung habe ich jetzt in einem Schaltungseditor "Proteus" erstellt und es fließt kein Strom von den beiden "konstanten" Spannungsquellen, da die Dioden ja in Sperrrichtung geschalltet sind.
Die Zener Diode wird doch aber ab einer bestimmten Spannung auch in Sperrrichtung leiten.
Wie können denn die Zener Diode und diese Schaltung gleich sein?? 
Schöne Auswahl ;-)
Viele Grüße
Anne
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Profi
Anmeldungsdatum: 27.05.2013
Beiträge: 37
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| Profi Verfasst am: 28. Jun 2013 23:38 Titel: |
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Hi,
Strom wird erst fließen, wenn eine U Spannung zwischen A und B angelegt wird. Um die Kennlinie zu erstellen, muss sie sich von -5V bis +5V ändern.
Grüße
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Anne1300
Anmeldungsdatum: 28.06.2013
Beiträge: 16
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| Anne1300 Verfasst am: 29. Jun 2013 00:12 Titel: |
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Hallo,
| Profi hat Folgendes geschrieben: | | Strom wird erst fließen, wenn eine U Spannung zwischen A und B angelegt wird. Um die Kennlinie zu erstellen, muss sie sich von -5V bis +5V ändern. |
Das heißt zwischen A und B wird eine Wechselspannung angelegt? Wenn ja, warum steht dort die Spannungsrichtung?
Aber dennoch fließt doch kein Strom von den beiden Spannungsquellen 4v und 0,5V, denn der Strom fließt doch entgegengesetzt der Spannungsrichtung der jeweiligen Quelle und in dieser Richtung sperren doch jeweils die Dioden.
Ich verstehe es nicht ganz. Habe ich einen Denkfehler?
Schöne Grüße
Annen
| Beschreibung: |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3403
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| ML Verfasst am: 29. Jun 2013 00:56 Titel: |
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Hallo Anne,
| Anne1300 hat Folgendes geschrieben: |
Dann kann es nur die Z-Diode sein oder?
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ja, das soll sicher eine Z-Diode sein. Sie leitet in Flußrichtung für Spannungen  und in Sperrichtung für  .
| Anne1300 hat Folgendes geschrieben: |
Diese Schaltung habe ich jetzt in einem Schaltungseditor "Proteus" erstellt und es fließt kein Strom von den beiden "konstanten" Spannungsquellen, da die Dioden ja in Sperrrichtung geschalltet sind.
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Es geht darum, wieviel Strom insgesamt (d. h. von der Klemme A zur Klemme B durch das eingezeichnete Bauteil) fließt, wenn Du  variierst. Von alleine fließt bei dem Bauteil kein Strom.
Beachte, daß die eingezeichneten Spannungsquellen keine Energiequellen sind, sondern Energiesenken (=elektrische Verbraucher).
| Anne1300 hat Folgendes geschrieben: |
Die Zener Diode wird doch aber ab einer bestimmten Spannung auch in Sperrrichtung leiten.
Wie können denn die Zener Diode und diese Schaltung gleich sein??
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Die Schaltung _modelliert_ eine Zenerdiode, aber sie ist natürlich nicht identisch.
Der linke Zweig der Schaltung modelliert die Sperrichtung der Zenerdiode, der rechte Zweig der Schaltung modelliert die Durchlaßrichtung.
Viele Grüße
Michael
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3403
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| ML Verfasst am: 29. Jun 2013 01:19 Titel: |
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Hallo Anne,
| Anne1300 hat Folgendes geschrieben: | Hallo,
Das heißt zwischen A und B wird eine Wechselspannung angelegt? Wenn ja, warum steht dort die Spannungsrichtung?
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mit ist eine Gleichspannung gemeint.
Du kannst Dir dazu vorstellen, daß zwischen den Klemmen A und B (an der Stelle, wo der Pfeil steht) eine Gleichspannungsquelle eingebaut wird.
Bei Wechselspannungen zeichnen die Elektrotechniker übrigens auch Spannungspfeile ein.
Die Pfeile sind eine Vorzeichenkonvention und geben an, wie herum man sich das Voltmeter/Oszilloskop, das die angegebenen Spannungen mißt, angeschlossen denkt.
Pfeilbasis:
- Meßspitze des Oszilloskopes (Innenleiter des Koaxialkabels)
- rotes Kabel am Voltmeter, angeschlossen am V(oltage)-Anschluß
Pfeilspitze:
- Masseanschluß des Oszilloskopes (Außenleiter des Koaxialkabels)
- schwarzes Kabel am Voltmeter, eingesteckt in dem GND- bzw. COM-Anschluß
| Zitat: |
Aber dennoch fließt doch kein Strom von den beiden Spannungsquellen 4v und 0,5V, denn der Strom fließt doch entgegengesetzt der Spannungsrichtung der jeweiligen Quelle und in dieser Richtung sperren doch jeweils die Dioden.
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Der Strom kommt letztlich durch die von außen angeschlossene Gleichspannungsquelle zustande. Die Spannungsquellen innerhalb der Z-Diode sind dazu eher hinderlich.
Viele Grüße
Michael
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Anne1300
Anmeldungsdatum: 28.06.2013
Beiträge: 16
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| Anne1300 Verfasst am: 29. Jun 2013 10:14 Titel: |
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| ML hat Folgendes geschrieben: |
ja, das soll sicher eine Z-Diode sein. Sie leitet in Flußrichtung für Spannungen und in Sperrichtung für .
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Ok, zumindest eine Sache richtig geraten ;-), Aha, dann sind diese Voltangaben die Spezifikationen von der Z-Diode - jetzt wird einiges klarer.
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Es geht darum, wieviel Strom insgesamt (d. h. von der Klemme A zur Klemme B durch das eingezeichnete Bauteil) fließt, wenn Du variierst. Von alleine fließt bei dem Bauteil kein Strom. |
Was meinst du mit Variieren? Die Spannung umpolen oder die Spannung von -5V bis 5V - also für die gegebene X-Achse anlegen?
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Beachte, daß die eingezeichneten Spannungsquellen keine Energiequellen sind, sondern Energiesenken (=elektrische Verbraucher). |
Sehr interessant, also da liegt der Hund begraben. Ich dachte, sie sein auch Spannungsquellen, zumindest sind doch diese die Symbole für Gleichspannungsquellen. Ist das jetzt überhaupt so korrekt zu zeichnen?
Das führt doch zur Missverständnissen oder?
Also dann muss ich die zwei Spannungsquellen aus der Schaltung rausnehmen? s. Bilder meiner Schaltung.
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Die Schaltung _modelliert_ eine Zenerdiode, aber sie ist natürlich nicht identisch.
Der linke Zweig der Schaltung modelliert die Sperrichtung der Zenerdiode, der rechte Zweig der Schaltung modelliert die Durchlaßrichtung.
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Mit modelliert meinst du symbolisiert? Denn es funktioniert doch nicht praktisch.
Also, wenn ich in Sperrrichtung  anlege z. B.  die Diode 2 leitet.
Wenn ich es richtig verstehe, dann symbolisiert die Diode 2 die Zener Diode aber in umgekehrter Richtung - also die Kathode der Diode 2 soll die Anode der Z-Diode darstellen oder s. Bild?
| ML hat Folgendes geschrieben: | mit ist eine Gleichspannung gemeint.
Du kannst Dir dazu vorstellen, daß zwischen den Klemmen A und B (an der Stelle, wo der Pfeil steht) eine Gleichspannungsquelle eingebaut wird.
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Eigentlich hatte ich es auch so verstanden, aber dann war ich etwas irritiert :-(
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Bei Wechselspannungen zeichnen die Elektrotechniker übrigens auch Spannungspfeile ein.
Die Pfeile sind eine Vorzeichenkonvention und geben an, wie herum man sich das Voltmeter/Oszilloskop, das die angegebenen Spannungen mißt, angeschlossen denkt. |
Ist das bei Wechselspannung nicht egal, wie rum man das Messgerät bzw. das Oszilleskop anschließt?
Bei der Wechselspannung ändern sich doch eh die Phasen (Spannungs-/Stromrichtung??) 50/60 mal pro Sekunde.
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Pfeilbasis:
- Meßspitze des Oszilloskopes (Innenleiter des Koaxialkabels)
- rotes Kabel am Voltmeter, angeschlossen am V(oltage)-Anschluß
Pfeilspitze:
- Masseanschluß des Oszilloskopes (Außenleiter des Koaxialkabels)
- schwarzes Kabel am Voltmeter, eingesteckt in dem GND- bzw. COM-Anschluß
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Danke für die Details.
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Der Strom kommt letztlich durch die von außen angeschlossene Gleichspannungsquelle zustande. Die Spannungsquellen innerhalb der Z-Diode sind dazu eher hinderlich.
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Sind diese Quellen nun wirklich Spannungsquellen oder stellen sie die Knickspannung in Durchlass-/Sperrrichtung dar wie ich dich am Anfang verstanden habe s. oben??
Danke dir vielmals Michael
Liebe Grüße
Anne
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3403
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| ML Verfasst am: 29. Jun 2013 12:51 Titel: |
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Hallo,
| Zitat: |
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Es geht darum, wieviel Strom insgesamt (d. h. von der Klemme A zur Klemme B durch das eingezeichnete Bauteil) fließt, wenn Du variierst. Von alleine fließt bei dem Bauteil kein Strom. |
Was meinst du mit Variieren? Die Spannung umpolen oder die Spannung von -5V bis 5V - also für die gegebene X-Achse anlegen?
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Die Spannung U_AB wird langsam variiert:
-5.0V, -4.9V, -4.8V, ..., +4,9V, +5V
Für jeden Wert mißt oder berechnest Du den Gesamtstrom I.
U_AB(I) ist dann die Kennlinie der Ersatzschaltung der Diode.
| Zitat: |
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Beachte, daß die eingezeichneten Spannungsquellen keine Energiequellen sind, sondern Energiesenken (=elektrische Verbraucher). |
Sehr interessant, also da liegt der Hund begraben. Ich dachte, sie sein auch Spannungsquellen, zumindest sind doch diese die Symbole für Gleichspannungsquellen. Ist das jetzt überhaupt so korrekt zu zeichnen?
Das führt doch zur Missverständnissen oder?
Also dann muss ich die zwei Spannungsquellen aus der Schaltung rausnehmen? s. Bilder meiner Schaltung.
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Das sind immer noch Spannungsquellen. Spannungsquellen geben nicht prinzipiell Energie ab - sie können auch Energie aufnehmen.
Ein Beispiel:
Unten habe ich einen Stromkreis mit zwei Spannungsquellen eingezeichnet. Die Frage lautet zunächst, in welche Richtung I fließt.
- Für U1 > U2 fließt I in die eingezeichnete Pfeilrichtung des Stromes. I ist also eine positive Zahl.
- Für U1 = U2 fließt gar kein Strom.
- Für U1 < U2 fließt I in die entgegengesetzte Pfeilrichtung. I ist also eine negative Zahl.
So ähnlich kannst Du Dir die Funktion eines Akkuladegerätes vorstellen; z. B. links das Ladegerät (Spannungsquelle U1), rechts der Akku (Spannungsquelle U2). Im Ladebetrieb ist der Akku (d. h. die Spannungsquelle U2) ein Verbraucher. Das ändert aber nichts daran, daß er weiterhin eine Spannungsquelle ist.
| Zitat: |
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Die Schaltung _modelliert_ eine Zenerdiode, aber sie ist natürlich nicht identisch.
Der linke Zweig der Schaltung modelliert die Sperrichtung der Zenerdiode, der rechte Zweig der Schaltung modelliert die Durchlaßrichtung.
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Mit modelliert meinst du symbolisiert? Denn es funktioniert doch nicht praktisch.
Also, wenn ich in Sperrrichtung anlege z. B. die Diode 2 leitet.
Wenn ich es richtig verstehe, dann symbolisiert die Diode 2 die Zener Diode aber in umgekehrter Richtung - also die Kathode der Diode 2 soll die Anode der Z-Diode darstellen oder s. Bild?
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Modellieren bedeutet in diesem Fall, daß man das Verhalten des physikalischen Bauteils "Zenerdiode" näherungsweise durch einfachere Bauelemente (bzw. letztlich: mathematische Gleichungen)
Für Bauelemente kann es grobe oder feinere Modelle geben. Ein wichtiges Entscheidungskriterium ist beispielsweise, daß die Kennlinie I=I(U_AB) der realen Diode ungefähr so aussieht wie die Kennlinie I=I(U_AB) der Ersatzschaltung, so daß sich "von außen betrachtet" beide Schaltungen weitgehend gleich verhalten.
| Zitat: |
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Bei Wechselspannungen zeichnen die Elektrotechniker übrigens auch Spannungspfeile ein.
Die Pfeile sind eine Vorzeichenkonvention und geben an, wie herum man sich das Voltmeter/Oszilloskop, das die angegebenen Spannungen mißt, angeschlossen denkt. |
Ist das bei Wechselspannung nicht egal, wie rum man das Messgerät bzw. das Oszilleskop anschließt?
Bei der Wechselspannung ändern sich doch eh die Phasen (Spannungs-/Stromrichtung??) 50/60 mal pro Sekunde.
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Wenn Du nur eine Quelle hast, ist es relativ egal. Wenn Du aber zwei Quellen hast, und die von diesen Quellen erzeugten Ströme sich irgendwo in der Schaltung addieren, mußt Du schon wissen, ob die beiden Sinuskurven für die Ströme gleichphasig (d. h. die Maxima der beiden Ströme sind zeitgleich) oder gegenphasig (d. h. wenn der eine Strom sein positives Maximum erreicht, ist der andere Strom gerade maximal negativ) sind oder ob sie irgendeine Phasenbeziehung "dazwischen" aufweisen.
Die Bezugspfeilrichtungen, die ich erklärt habe, dienen dazu, daß man sich bei komplizierteren Schaltungen nicht heillos in den Vorzeichenüberlegungen verheddert.
| Zitat: |
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Der Strom kommt letztlich durch die von außen angeschlossene Gleichspannungsquelle zustande. Die Spannungsquellen innerhalb der Z-Diode sind dazu eher hinderlich.
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Sind diese Quellen nun wirklich Spannungsquellen oder stellen sie die Knickspannung in Durchlass-/Sperrrichtung dar wie ich dich am Anfang verstanden habe s. oben??
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Beides. Es sind echte Spannungsquellen, und sie werden benötigt, um die Knickspannungen richtig einzustellen.
Viele Grüße
Michael
| Beschreibung: |
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Anne1300
Anmeldungsdatum: 28.06.2013
Beiträge: 16
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| Anne1300 Verfasst am: 29. Jun 2013 14:39 Titel: |
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Hallo Michael,
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Die Spannung U_AB wird langsam variiert:
-5.0V, -4.9V, -4.8V, ..., +4,9V, +5V
Für jeden Wert mißt oder berechnest Du den Gesamtstrom I.
U_AB(I) ist dann die Kennlinie der Ersatzschaltung der Diode.
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Ok, das habe ich s. Bild. Ich weiß aber nicht, was bei -5V passiert, denn die Z-Diode knickt doch bei 4V in Sperrrichtung, wie ich dich verstanden haben. Welche Wirkung hat dann -5V noch?
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Das sind immer noch Spannungsquellen. Spannungsquellen geben nicht prinzipiell Energie ab - sie können auch Energie aufnehmen.
Ein Beispiel:
Unten habe ich einen Stromkreis mit zwei Spannungsquellen eingezeichnet. Die Frage lautet zunächst, in welche Richtung I fließt.
- Für U1 > U2 fließt I in die eingezeichnete Pfeilrichtung des Stromes. I ist also eine positive Zahl.
- Für U1 = U2 fließt gar kein Strom.
- Für U1 < U2 fließt I in die entgegengesetzte Pfeilrichtung. I ist also eine negative Zahl.
So ähnlich kannst Du Dir die Funktion eines Akkuladegerätes vorstellen; z. B. links das Ladegerät (Spannungsquelle U1), rechts der Akku (Spannungsquelle U2). Im Ladebetrieb ist der Akku (d. h. die Spannungsquelle U2) ein Verbraucher. Das ändert aber nichts daran, daß er weiterhin eine Spannungsquelle ist.
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Supper, da habe ich was neues gelernt - DANKE dafür extra!
Das heißt der Fluß von I richtet sich nach der Differenz der Spannungen, die einander überlagern.
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Modellieren bedeutet in diesem Fall, daß man das Verhalten des physikalischen Bauteils "Zenerdiode" näherungsweise durch einfachere Bauelemente (bzw. letztlich: mathematische Gleichungen)
Für Bauelemente kann es grobe oder feinere Modelle geben. Ein wichtiges Entscheidungskriterium ist beispielsweise, daß die Kennlinie I=I(U_AB) der realen Diode ungefähr so aussieht wie die Kennlinie I=I(U_AB) der Ersatzschaltung, so daß sich "von außen betrachtet" beide Schaltungen weitgehend gleich verhalten.
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Ok, langsam verstehe ich es, aber da muss ich noch etwas üben.
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Wenn Du nur eine Quelle hast, ist es relativ egal. Wenn Du aber zwei Quellen hast, und die von diesen Quellen erzeugten Ströme sich irgendwo in der Schaltung addieren, mußt Du schon wissen, ob die beiden Sinuskurven für die Ströme gleichphasig (d. h. die Maxima der beiden Ströme sind zeitgleich) oder gegenphasig (d. h. wenn der eine Strom sein positives Maximum erreicht, ist der andere Strom gerade maximal negativ) sind oder ob sie irgendeine Phasenbeziehung "dazwischen" aufweisen.
Die Bezugspfeilrichtungen, die ich erklärt habe, dienen dazu, daß man sich bei komplizierteren Schaltungen nicht heillos in den Vorzeichenüberlegungen verheddert.
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Ok, daran hatte ich nicht gedacht, macht jetzt Sinn.
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Beides. Es sind echte Spannungsquellen, und sie werden benötigt, um die Knickspannungen richtig einzustellen.
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Das muss ich noch verdauen, ich denke es ist ein wenig über mein Niveau ;-)
Nun habe ich auch die Z-Diode in der Schaltung eingebaut s. Bild - hoffentlich auch richtig rum - und habe die entsprechende Werte für U2 jeweils eingetragen, die müssten doch richtig sein oder? Bei dem Vorzeichen bin ich mir allerdings nicht sicher.
Danke nochmals für alles
Viele Grüße
Anne
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3403
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| ML Verfasst am: 29. Jun 2013 17:46 Titel: |
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Hallo Anne,
| Zitat: |
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Die Spannung U_AB wird langsam variiert:
-5.0V, -4.9V, -4.8V, ..., +4,9V, +5V
Für jeden Wert mißt oder berechnest Du den Gesamtstrom I.
U_AB(I) ist dann die Kennlinie der Ersatzschaltung der Diode.
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Ok, das habe ich s. Bild. Ich weiß aber nicht, was bei -5V passiert, denn die Z-Diode knickt doch bei 4V in Sperrrichtung, wie ich dich verstanden haben. Welche Wirkung hat dann -5V noch?
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In dem von Dir genannten Modell würde bei U_AB<-4V der Strom gegen unendlich (-oo) steigen. So etwas kannst Du natürlich sehr schlecht in das Diagramm einzeichnen.
In einer Schaltung mit einer realen Diode steigt die Stromstärke bei U_AB<-4V auch sehr stark an; unendlich wird aber natürlich nicht erreicht, weil die Spannungsquelle U_AB dazu eine unendlich große Leistung liefern müßte.
Schau Dir im Vergleich dazu das Modell für die Flußrichtung (rechter Zweig der Parallelschaltung des Diodenmodells) an. Dort ist ein 10-Ohm-Widerstand drin. Dieser modelliert (wenn auch nur recht grob) das Verhalten der Diode für Spannungen größer als U_AB>0,6V.
| Zitat: |
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Das sind immer noch Spannungsquellen. Spannungsquellen geben nicht prinzipiell Energie ab - sie können auch Energie aufnehmen.
Ein Beispiel:
[...]
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Supper, da habe ich was neues gelernt - DANKE dafür extra!
Das heißt der Fluß von I richtet sich nach der Differenz der Spannungen, die einander überlagern.
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Es ist nicht immer so einfach zu berechnen wie in dem Beispiel (d. h. es ist nicht immer die Differenz der Spannungen), aber ganz prinzipiell gesehen stimmt Deine Überlegung: Der Gesamtstrom hängt immer von beiden Quellen ab.
| Zitat: |
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Modellieren bedeutet in diesem Fall, daß man das Verhalten des physikalischen Bauteils "Zenerdiode" näherungsweise durch einfachere Bauelemente (bzw. letztlich: mathematische Gleichungen)
|
Ok, langsam verstehe ich es, aber da muss ich noch etwas üben.
|
Der Begriff des "Modells" durchsetzt die gesamte Physik (und viele andere Wissenschaften). Alles, was Du in der Schule oder der Universität über Physik lernst, basiert letztlich auf Modellen, die die Wirklichkeit so gut es eben geht beschreiben sollen.
Viele Grüße
Michael
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3403
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| ML Verfasst am: 29. Jun 2013 17:55 Titel: |
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Hallo,
| Anne1300 hat Folgendes geschrieben: |
Nun habe ich auch die Z-Diode in der Schaltung eingebaut s. Bild - hoffentlich auch richtig rum - und habe die entsprechende Werte für U2 jeweils eingetragen, die müssten doch richtig sein oder? Bei dem Vorzeichen bin ich mir allerdings nicht sicher.
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Bei der Kennlinie stimmt noch etwas nicht.
In Flußrichtung sieht die Kennlinie qualitativ richtig aus:
- Für U>0,5V knickt die Stromkennlinie ab, und sie steigt anschließend linear mit der Spannung
Zur Kontrolle solltest Du einmal den exakten Wert für U=5V vergleichen. Bei U=5V müßte ein Strom von I=(5V-0,5V)/(110 Ohm) = 40,9 mA fließen.
Die Werte in Deiner Graphik sehen so aus, als hättest Du den 10-Ohm-Widerstand und die 0,5V-Spannungsquelle nicht berücksichtigt.
In Sperrichtung ist die Kennline nicht in Ordnung. Bei Dir geht die Kennlinie bei U=-4V senkrecht nach unten. Wenn die Schaltung allein aus der Zenerdiode bestehen würde, wäre das richtig. Du hast aber auch noch den 100-Ohm-Widerstand zu berücksichtigen.
Für U_AB=-5V müßtest Du einen Strom von I=(U_AB+4V)/100 Ohm = -10 mA bekommen.
Viele Grüße
Michael
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Anne1300
Anmeldungsdatum: 28.06.2013
Beiträge: 16
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| Anne1300 Verfasst am: 29. Jun 2013 18:15 Titel: |
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Hallo Michael,
| ML hat Folgendes geschrieben: |
In dem von Dir genannten Modell würde bei U_AB<-4V der Strom gegen unendlich (-oo) steigen. So etwas kannst Du natürlich sehr schlecht in das Diagramm einzeichnen.
In einer Schaltung mit einer realen Diode steigt die Stromstärke bei U_AB<-4V auch sehr stark an; unendlich wird aber natürlich nicht erreicht, weil die Spannungsquelle U_AB dazu eine unendlich große Leistung liefern müßte.
|
Für  ? Wie ich dich ganz am Anfang verstanden habe, sagen die Volt-Angaben an den beiden Spannungsquellen, ab welcher Spannung die Zener-Diode schaltet (Sperrichtung -4V und Durchlassrichtung 0,5V).
Deshalb habe ich zwischen 0V und -4V den Strom 0 aufgetragen und bei -4V schaltet die Zener-Diode vollständig durch.
Da es aber keinen seriellen Widerstand (Schutzwiderstand ??) zur Z-Diode gibt, bedeutet es für mich ein Kurzschluss und deshalb habe ich den Strom symbolisch als unendlich dargestellt.
Das ist mir bewußt, dass eine Quelle keine unendliche Leistung haben kann, aber rein rechnerisch das Ohmsche Gestzt sagt ja, wenn der Widerstand 0 beträgt, dann ist der Strom unendlich.
Oder??? Könntest du mir bitte einen weiteren Hinweis zu geben?
Übrigens: haben solche Spannungsquellen an den Dioden eine speziellere Bezeichnung als die Quelle U z. B.?
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Schau Dir im Vergleich dazu das Modell für die Flußrichtung (rechter Zweig der Parallelschaltung des Diodenmodells) an. Dort ist ein 10-Ohm-Widerstand drin. Dieser modelliert (wenn auch nur recht grob) das Verhalten der Diode für Spannungen größer als U_AB>0,6V.
|
Meinst du nicht U_AB>0,5V??
Die Kennlinie für diesen Teil müsste doch aber stimmen oder?
Hier habe ich ja den Schutzwiderstand, deshalb komme ich nicht in den unendlichen Bereich, aber in Sperrichtung gibt es ja keinen Widerstand
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Es ist nicht immer so einfach zu berechnen wie in dem Beispiel (d. h. es ist nicht immer die Differenz der Spannungen), aber ganz prinzipiell gesehen stimmt Deine Überlegung: Der Gesamtstrom hängt immer von beiden Quellen ab.
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Könnte man das nicht mit dem Überlagerungssatz exakt berechnen?
EDIT:
Und könntest du mir bitte auch sagen, ob meine Lösung zum Teil c) mit der Z-Dioden-Schaltung und U1 und U2 richtig ist?
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Bei der Kennlinie stimmt noch etwas nicht.
In Flußrichtung sieht die Kennlinie qualitativ richtig aus:
- Für U>0,5V knickt die Stromkennlinie ab, und sie steigt anschließend linear mit der Spannung
Zur Kontrolle solltest Du einmal den exakten Wert für U=5V vergleichen. Bei U=5V müßte ein Strom von I=(5V-0,5V)/(110 Ohm) = 40,9 mA fließen.
Die Werte in Deiner Graphik sehen so aus, als hättest Du den 10-Ohm-Widerstand und die 0,5V-Spannungsquelle nicht berücksichtigt.
In Sperrichtung ist die Kennline nicht in Ordnung. Bei Dir geht die Kennlinie bei U=-4V senkrecht nach unten. Wenn die Schaltung allein aus der Zenerdiode bestehen würde, wäre das richtig. Du hast aber auch noch den 100-Ohm-Widerstand zu berücksichtigen.
Für U_AB=-5V müßtest Du einen Strom von I=(U_AB+4V)/100 Ohm = -10 mA bekommen.
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Ich dachte der Widerstand mit 100 Ohm gehört zur Aufgabe c). Die Kennlinie gehört doch aber laut der Aufgabenstellung zu a) und dort haben wir keinen Widerstand 100 Ohm, oder habe ich etwas übersehen??
Viele Grüße
Anne
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3403
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| ML Verfasst am: 30. Jun 2013 17:57 Titel: |
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Hallo Anne,
ok, Du bist erst bei Aufgabenteil a). Das hatte ich nicht verstanden.
| Zitat: |
Für ? Wie ich dich ganz am Anfang verstanden habe, sagen die Volt-Angaben an den beiden Spannungsquellen, ab welcher Spannung die Zener-Diode schaltet (Sperrichtung -4V und Durchlassrichtung 0,5V).
Deshalb habe ich zwischen 0V und -4V den Strom 0 aufgetragen und bei -4V schaltet die Zener-Diode vollständig durch.
Da es aber keinen seriellen Widerstand (Schutzwiderstand ??) zur Z-Diode gibt, bedeutet es für mich ein Kurzschluss und deshalb habe ich den Strom symbolisch als unendlich dargestellt.
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Ja, das ist richtig.
| Zitat: |
Übrigens: haben solche Spannungsquellen an den Dioden eine speziellere Bezeichnung als die Quelle U z. B.?
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Meines Erachtens gibt es dafür keine speziellere Bezeichnung.
| Zitat: |
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Schau Dir im Vergleich dazu das Modell für die Flußrichtung (rechter Zweig der Parallelschaltung des Diodenmodells) an. Dort ist ein 10-Ohm-Widerstand drin. Dieser modelliert (wenn auch nur recht grob) das Verhalten der Diode für Spannungen größer als U_AB>0,6V.
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Meinst du nicht U_AB>0,5V??
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Ja, U_AB>0,5V ist richtig. Ich hatte mir den Zahlenwert falsch gemerkt.
| Zitat: |
Die Kennlinie für diesen Teil müsste doch aber stimmen oder?
Hier habe ich ja den Schutzwiderstand, deshalb komme ich nicht in den unendlichen Bereich, aber in Sperrichtung gibt es ja keinen Widerstand
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Die Steigung der Kennlinie für U_AB>0,5V ist bei Dir zu klein. Für U_AB=+5V müßte sich ein Strom von:
ergeben. Du hast aber nur ungefähr 50 mA eingezeichnet.
Aus dem Grund hatte ich nicht gesehen, daß Du erst bei Aufgabenteil a) warst.
| Zitat: |
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Es ist nicht immer so einfach zu berechnen wie in dem Beispiel (d. h. es ist nicht immer die Differenz der Spannungen), aber ganz prinzipiell gesehen stimmt Deine Überlegung: Der Gesamtstrom hängt immer von beiden Quellen ab.
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Könnte man das nicht mit dem Überlagerungssatz exakt berechnen?
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Prinzipiell ist der Überlagerungssatz dazu geeignet, um Berechnungen in Netzwerken mit mehreren Quellen durchzuführen. In meinem einfachen Beispiel mit dem "Ladegerät" funktioniert das auch ganz problemlos.
In Deinem Beispiel mit den Dioden läßt sich der Überlagerungssatz jedoch nicht anwenden, da er nur für lineare Schaltungen anwendbar ist. Deine Schaltung ist aufgrund der darin enthaltenen Dioden jedoch eine nichtlineare Schaltung.
Viele Grüße
Michael
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Anne1300
Anmeldungsdatum: 28.06.2013
Beiträge: 16
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| Anne1300 Verfasst am: 30. Jun 2013 18:43 Titel: |
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Hallo Michael,
| ML hat Folgendes geschrieben: |
ok, Du bist erst bei Aufgabenteil a). Das hatte ich nicht verstanden.
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| ML hat Folgendes geschrieben: |
Die Steigung der Kennlinie für U_AB>0,5V ist bei Dir zu klein. Für U_AB=+5V müßte sich ein Strom von:
ergeben. Du hast aber nur ungefähr 50 mA eingezeichnet.
Aus dem Grund hatte ich nicht gesehen, daß Du erst bei Aufgabenteil a) warst.
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Hoppla, diese Zahlen haben irgendwas magisches, ich hatte auch was verwechselt - statt  hatte ich  gelesen und berechnet habe ganz was anderes 
| ML hat Folgendes geschrieben: |
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Es ist nicht immer so einfach zu berechnen wie in dem Beispiel (d. h. es ist nicht immer die Differenz der Spannungen), aber ganz prinzipiell gesehen stimmt Deine Überlegung: Der Gesamtstrom hängt immer von beiden Quellen ab.
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Könnte man das nicht mit dem Überlagerungssatz exakt berechnen?
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Prinzipiell ist der Überlagerungssatz dazu geeignet, um Berechnungen in Netzwerken mit mehreren Quellen durchzuführen. In meinem einfachen Beispiel mit dem "Ladegerät" funktioniert das auch ganz problemlos.
In Deinem Beispiel mit den Dioden läßt sich der Überlagerungssatz jedoch nicht anwenden, da er nur für lineare Schaltungen anwendbar ist. Deine Schaltung ist aufgrund der darin enthaltenen Dioden jedoch eine nichtlineare Schaltung.
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Ok, verstehe. Das Thema wird interessanter, je mehr ich darüber nachdenke. Bei Gelegenheit, werde ich mich damit etwas intensiver beschäftigen...
Hast du dir meine Lösung zur Aufgabe c) mit den Spannungen U1 und U2 angesehen (s. Bild oben) und könntest Du mir bitte sagen, ob sie fehlerhaft ist?
Ansonsten bin ich dann mit der Aufgabe schon fertig.
Danke schön und liebe Grüße
Anne
| Beschreibung: |
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| Dateigröße: |
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| Angeschaut: |
4182 mal |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3403
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| ML Verfasst am: 02. Jul 2013 14:48 Titel: |
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Hallo Anne,
| Anne1300 hat Folgendes geschrieben: |
Hast du dir meine Lösung zur Aufgabe c) mit den Spannungen U1 und U2 angesehen (s. Bild oben) und könntest Du mir bitte sagen, ob sie fehlerhaft ist?
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ich weiß nicht, welches Deine Lösung für c) ist. Im Prinzip sieht die Kennlinie genauso aus wie die des Zenerdioden-Ersatzschaltbildes. Die Knicke in der Kurve liegen wie bisher bei -4V und bei +0,5V. Die Steigungen unterscheiden sich allerdings:
- in Durchlaßrichtung steigt der Strom mit  ,
- in Sperrichtung mit  .
Viele Grüße
Michael
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Anne1300
Anmeldungsdatum: 28.06.2013
Beiträge: 16
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3403
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| ML Verfasst am: 03. Jul 2013 13:47 Titel: |
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Hallo Anne,
 = 1,006\,\mathrm{V} )
du vergißt bei der dritten Rechnung, daß über dem 10-Ohm-Widerstand auch eine Spannung abfällt.
Viele Grüße
Michael
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Anne1300
Anmeldungsdatum: 28.06.2013
Beiträge: 16
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| Anne1300 Verfasst am: 03. Jul 2013 20:33 Titel: DANKE! gelöst |
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Hallo Michael,
| ML hat Folgendes geschrieben: |
du vergißt bei der dritten Rechnung, daß über dem 10-Ohm-Widerstand auch eine Spannung abfällt.
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Hoppla, du hast in der Tat recht. Als ich die Ersatzschaltung durch die Z-Diode ersetzt habe, habe ich die Bestandteile der Schaltung aus den Augen verloren.
Vielen herzlichen Dank an euch beiden für die große Unterstützung.
Liebe Grüße
Anne
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Anne1300
Anmeldungsdatum: 28.06.2013
Beiträge: 16
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| Anne1300 Verfasst am: 03. Jul 2013 22:19 Titel: |
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Hallo,
noch eine Frage:
| ML hat Folgendes geschrieben: |
du vergißt bei der dritten Rechnung, daß über dem 10-Ohm-Widerstand auch eine Spannung abfällt.
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Die Z-Diode hat ja jetzt insgesamt mehr als 10 Ohm Widerstand in Durchlassrichtung - gibt es überhaupt solche Zener Dioden??
Ich dachte alle Dioden, egal ob Zener oder "normale" Dioden, haben zwischen 0,5 V und 0,8 V Durchlassspannung.
Viele Grüße
Anne
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3403
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| ML Verfasst am: 04. Jul 2013 00:46 Titel: |
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Hallo Anne,
| Anne1300 hat Folgendes geschrieben: |
Ich dachte alle Dioden, egal ob Zener oder "normale" Dioden, haben zwischen 0,5 V und 0,8 V Durchlassspannung.
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Ich denke, es ging bei der Aufgabenstellung vorwiegend darum, daß Du lernst, mit dem Ersatzschaltbild umzugehen. Dafür ist die Aufgabe gut geeignet. Viel praktische Erfahrung mit Dioden hat der Aufgabensteller aber anscheinend nicht. Zumindest halte ich die angegebenen Werte nicht für besonders typisch.
Allerdings ist es auch nicht so, daß die Flußspannung immer zwischen 0,5V und 0,8V liegt. Das sind Faustformeln für halbwegs moderate Ströme.
Schau mal, welche Spannung bei dieser Diode beispielsweise bei I=50A anliegt (Fig. 7)
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BYT79_SERIES.pdf
oder hier (Fig. 5):
http://www.reichelt.de/index.html?;ACTION=7;LA=3;OPEN=0;INDEX=0;FILENAME=A400%252FP6KE%2523STM.pdf
Viele Grüße
Michael
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Anne1300
Anmeldungsdatum: 28.06.2013
Beiträge: 16
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| Anne1300 Verfasst am: 04. Jul 2013 09:19 Titel: |
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Guten Morgen Michael,
| ML hat Folgendes geschrieben: |
| Anne1300 hat Folgendes geschrieben: |
Ich dachte alle Dioden, egal ob Zener oder "normale" Dioden, haben zwischen 0,5 V und 0,8 V Durchlassspannung.
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Ich denke, es ging bei der Aufgabenstellung vorwiegend darum, daß Du lernst, mit dem Ersatzschaltbild umzugehen. Dafür ist die Aufgabe gut geeignet. Viel praktische Erfahrung mit Dioden hat der Aufgabensteller aber anscheinend nicht. Zumindest halte ich die angegebenen Werte nicht für besonders typisch.
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Ja, das ist möglich, aber ....
| ML hat Folgendes geschrieben: |
Allerdings ist es auch nicht so, daß die Flußspannung immer zwischen 0,5V und 0,8V liegt. Das sind Faustformeln für halbwegs moderate Ströme.
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... ich finde den 10 Ohm Widerstand innerhalb der Z-Dioden-Schaltung etwas fehl am Platz. Denn er sorgt ja bei unterschiedlicher Strömstärken für unterschiedliche Flußspannungen und sie kann sehr groß werden. Aber die Flußspannung sollte doch eigentlich konstant bleiben, wenn ich es richtig verstanden habe. Oder ist sie wirklich von der Stromstärke abhängig?
Deshalb würde ich den Widerstand außerhalb der Ersatzschaltung aber auf dem Druchlasspfad platzieren, so hat man auch keine unendliche Stromstärken.
Was meinst du?
Auch hier sind die Durchlassspannungen nicht größer als 1,5V, wenn ich es richtig gelesen habe.
Vielen Dank nochmals.
Liebe Grüße
Anne
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3403
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| ML Verfasst am: 04. Jul 2013 10:47 Titel: |
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Hallo Anne,
| Anne1300 hat Folgendes geschrieben: |
... ich finde den 10 Ohm Widerstand innerhalb der Z-Dioden-Schaltung etwas fehl am Platz. Denn er sorgt ja bei unterschiedlicher Strömstärken für unterschiedliche Flußspannungen und sie kann sehr groß werden. Aber die Flußspannung sollte doch eigentlich konstant bleiben, wenn ich es richtig verstanden habe. Oder ist sie wirklich von der Stromstärke abhängig?
Deshalb würde ich den Widerstand außerhalb der Ersatzschaltung aber auf dem Druchlasspfad platzieren, so hat man auch keine unendliche Stromstärken.
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die Diodenspannung bei Stromfluß ist nicht konstant, sondern sie hängt von der Stromstärke ab. Das kannst Du leicht an den Diodenkennlinien aus den Datenblättern ablesen. Du siehst dort einen ungefähr exponentiellen Anstieg des Stromes mit der Spannung.
In dem Ersatzschaltbild mit der Spannungsquelle und dem 10-Ohm-Widerstand näherst Du diese Exponentialkurve nun durch eine Gerade an.
Diese Näherung wird in einem Punkt (für einen Strom) exakt sein und für alle anderen Ströme zunehmend ungenauer werden.
Viele Grüße
Michael
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Anne1300
Anmeldungsdatum: 28.06.2013
Beiträge: 16
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| Anne1300 Verfasst am: 07. Jul 2013 01:17 Titel: |
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Hallo Michael,
danke für deine nochmalige Antwort.
| ML hat Folgendes geschrieben: |
die Diodenspannung bei Stromfluß ist nicht konstant, sondern sie hängt von der Stromstärke ab. Das kannst Du leicht an den Diodenkennlinien aus den Datenblättern ablesen. Du siehst dort einen ungefähr exponentiellen Anstieg des Stromes mit der Spannung.
In dem Ersatzschaltbild mit der Spannungsquelle und dem 10-Ohm-Widerstand näherst Du diese Exponentialkurve nun durch eine Gerade an.
Diese Näherung wird in einem Punkt (für einen Strom) exakt sein und für alle anderen Ströme zunehmend ungenauer werden.
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Ich glaube ,ich habe mich etwas undeutlich ausgedrückt - ich meinte natürlich, dass die Schwellenspannung bei ca. 0,5 bis 0,8 bzw. ca 1V konstant bleibt.
Dabei habe ich den Widerstandswert 10 mit der Spannung verwechselt - also da war ich etwas unkonzentriert 
Tut mir leid für die Verwirrung und vielen vielen Dank nochmals.
Liebe Grüße
Anne
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