Aufgabe zur Bestimmung der Stromstärke in einer Masche

jupp · Anmeldungsdatum: 12.11.2005 Beiträge: 6

Hallo Leute, bräuchte mal dringend einen physikalischen Denkanstoß zum Lösen der folgenden Aufgabe. Wäre super wenn ich Sie mit eurer Hilfe gelöst bekäm.

Eine ideale Spannungsquelle (Uo= 1,4V), Kondensatoren C= 4MicroF) und verlustfreie Spulen (L=2H) sind mit ohmschen Widerständen (R=1Ohm) in der dargestellten Weise zusammengeschaltet.

Wie groß ist die Stromstärke, die der Spannungsquelle nach einer gewissen Zeit nach dem Einschalten entnommen werden kann?

Bild ist abrufbar unter:
http://www.uploadagent.de/index.php?s_action=show&id=19145&code=1134421192 (alles hintereinander)

Weiss leider nicht wie ich da die Stromstärke berechnen kann. Die Kondensatoren müssten ja so für die Speicherung des Stroms da sein aber was mach ich mit den Spulen L=2H. Finde da nichts zu im Haas, Hellenthal oder Bart. Hoffe ihr habt Mitleid mit einem im Stress befindlichen Pharmaziestudenten der leider viel zu viel zu lernen hat um sich noch 100% um Physik zu kümmern :-/... Schade eigentlich aber ist halt die bittere Realität.

Gruß

Jupp

Gast

Kondensatoren entfernen und Spulen durch Drahtbrücken ersetzen, dann Schaltung vereinfachen und Widerstand berechnen.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Ich muss schon sagen, wirklich ein Beispiel aus der täglichen Ingenieurspraxis ! Hut ab vor Leuten die sich sowas ausdenken.
unglücklich

Dafür kann ein zukünftiger Pharmazeut dann ein Voltmeter nicht von einem Osterei unterscheiden...

Aber: Gast hat recht. Nach hinreichend langer Zeit sind alle Kondis aufgeladen und als Unterbrechung zu sehen (-> entfernen), wogegen die Spulen magnetisiert sind und keinen Spannungsabfall mehr haben (-> durch Drahtverbindungen ersetzten).

Dann hat man ein Widerstandsnetzwerk, welches man ausrechnen kann.

jupp · Anmeldungsdatum: 12.11.2005 Beiträge: 6

also die kondensatoren laden sich auf und somit kann ich die Spulen und Kondis einfach weglassen oder wie meint Ihr das ? Danach einfach nach U= RxI nach I ausrechnen? Wenn ja woher weiß ich denn welche Widerstände nun als Serie und welche als Parallel angesehen werden?

jupp · Anmeldungsdatum: 12.11.2005 Beiträge: 6

@Schnudl

was meinst du denn mit der Bemerkung schnudl? Ich kann doch auch nicht in jedem Fach alles wissen. Weißt du wie breit gefächert mein Studium ist? Du kannst mir ja schließlich auch nichts über Argentoacidimetrische Titrationen erklären. Finds etwas schade, dass man hier in dem Forum, für jede Frage die man hat direkt als blöd abgestempelt wird. Falls ich Deine Aussage fehlinterpretiert habe entschuldige ich mich dafür.

@gast

danke für die schnelle Antwort :-)

bf_15b35 · Anmeldungsdatum: 26.10.2005 Beiträge: 30

Ich glaube Schnudl's Bemerkung war eher an den Aufgabensteller gerichtet, der sich, anstatt einer einigermaßen praxisnahen Aufgabe, einen solchen unbrauchbaren Kram ausgedacht hat um die lieben Studenten auf den ersten Blick total zu verwirren.

Gast

Die Kondensatoren einfach weglassen, die Spulen aber nicht weglassen,
sondern wie Verbindungen ohne Widerstand (Drahtbrücken) betrachten.
Die dann nur noch verbleibenden Widerstände stufenweise über Parallel-
bzw. Reihenschaltung zu einem Ersatzwiderstand zusammenfassen und dann
den Strom über I = U/R bestimmen. Da alle Widerstände 1 Ohm haben wird
das Zusammenfassen bestimmt nicht zu schwierig sein (aber das Bild ist so riesig,
dass ich es erst mal ziehen und verkleinern muss um einen Überblick zu kriegen).

Gast

Hier ist die vereinfachte Schaltung: Es sind sechs 1 Ohm Widerstände plus
eine 2||2 Gruppe (auch 1 Ohm) in Reihe, macht zusammen 7 Ohm. 1,4V/7Ohm = 0,2A.

Gast

Tut mir Leid Schnudl wegen meiner Bemerkung. Ist nicht so mein Tag gewesen und saß bestimmt schon 10 Stunden an meinem wöchentlichen Physikprotokoll. Da ist wohl mein 100 Farad Kondensator im Hirn vollgelaufen unglücklich

Du Gast danke für die Hilfe, nun will ich es aber nicht einfach abpinseln sondern es interessiert mich warum es lediglich nur 6 in Reihe sind. Kann man die übrigen auf der Rechten Seite der Masche weglassen, da sich der Strom den kürzesten Weg sucht?

Gruß

Jupp

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Gast

..weglassen, da sich der Strom den kürzesten Weg sucht?

So etwa, besser gesagt, der Strom nimmt alle möglichen Wege, aber entsprechend ihres Leitwertes. Die weißen Quadrate bezeichnen die Stellen, wo der Stromweg unterbrochen ist, und die beiden durchgestrichenen Widerstände sind effektiv kurzgeschlossen, brauchen also auch nicht beachtet zu werden.

Wenn man vom Pluspol der Spannungsquelle aus anfängt, dann kommen zuerst zwei Widerstände, dann die Parallelschaltung aus zwei mal zwei Widerständen und dann nochmal vier Widerstände bis zu Minuspol. Andere Stromwege sehe ich keine.

Gast

nicht das du mich gleich schlägst aber eine Frage hab ich da noch Gast. Warum kann ich die Kondis einfach weglassen? Ist doch nichts anderes als eine Art Puffer. Warum fließt dann durch die Kondis kein Strom mehr?

Gruß

Jupp

Gast

Hier wird doch niemand geschlagen. smile

Einen Kondensator kannst du dir im Prinzip wie zwei gegenüberliegende Platten vorstellen (siehe Schaltzeichen). Wenn eine Spannung über dem Kondensator anliegt, werden auf die eine Platte Elektronen gedrückt und von der anderen abgezogen, bis die Gegenspannung des Kondensators durch die Ladungstrennung gleich der angelegten ist. Schaltet man die Spannungsquelle ein, fließt also für jeden Kondensator zunächst ein Ladestrom, welcher sich jedoch nach endlicher Zeit legt. Da ein Kondensator dann quasi eine Unterbrechung im Stromkreis darstellt (zwei nicht leitend verbundene Platten), fließt nach einer gewissen Zeit nach dem Einschalten quasi kein Strom mehr. Das gilt allerdings nur für Gleichstrom - bei Wechselstrom wäre der Aufwand für das obige Netzwerk deutlich höher.

[meiner, para]

as_string · Moderator Anmeldungsdatum: 09.12.2005 Beiträge: 5787 Wohnort: Heidelberg

Wenn Du einen Kondensator an Gleichstrom anschließt, dann fließt am Anfang ein Strom, der die "Platten" des Kond. aufläd. Der Strom fällt dann aber über die Zeit exp. ab und je nach Kapazität und Leitungswiderstände, etc. isses dann halt bald nix mir mit dem Strom. Das ist genau dann der Fall, wenn die Platten so viel Ladung angesammelt haben, dass die Spannung am Kondensator

genau so groß ist, wie die angelegte Spannung.
Wenn Du das noch genauer wissen möchtest, dann schau mal bei wikipedia nach Kondensator und Lade-/Entladevorgang. Da ist es sehr schön und ausführlich beschrieben.

Gruß
Marco