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McFleury
Anmeldungsdatum: 29.04.2013
Beiträge: 49
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 McFleury Verfasst am: 06. Nov 2014 17:55 Titel: Spannung/Strom in Schaltung bestimmen |
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Hey Leute,
ich bräuchte Eure Hilfe, da ich einfach nicht mehr hinterher komme. Muss auch ehrlich zugeben, dass ich mein Augenmerk auf andere Fächer gelegt habe und jetzt die Quittung kassiere 
Die Aufgabe lautet:
Wie groß sind Spannung und Strom an der Lampe? Gegeben sind,
[l]U_A = 10 V[/l]
[l]I_B = 0.1A[/l]
[l]R_1 = 250 \Omega[/l]
[l]R_2 = 100 \Omega[/l]
[l]R_3 = 200 \Omega[/l]
[l]R_4 = 150 \Omega[/l].
Achtung: Nicht lineares Bauelement.
Ich muss von klein an anfangen Ich weiß auch nie wie der Strom und die Spannung verläuft. Ich kenne das ohmsche Gesetz, Knoten- und Maschenregel, Spannungsteiler und Stromteiler, aber wie ich das anwenden soll ist mir nicht klar, weil ich auch nicht weiß wie man Spannungsquellen einfach in Stromquellen umwandelt, bzw. wieso. Dazu muss ich auch sagen, dass ich keine wirkliche Übung habe, weil alles online gestellt ist und der Prof einfach die Lösungen der Sachen anschreibt, und ich das System naja nicht sinnvoll finde. Soll jetzt keine Ausrede darstellen. Aber ich bin mir halt sehr unsicher, daher wäre ich für Tipps und Lösungsmöglichkeiten sehr dankbar.
(Im übrigen habe ich keine Lösung zu der Aufgabe, weil sie aus dem Tutorium ist)
Bis dann, danke!
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 06. Nov 2014 18:11 Titel: |
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Ich nehme an, dass die gegebene Kennlinie diejenige für die Lampe (das nichtlineare Element) ist. Immer wenn Du ein nichtlineares Element in der Schaltung hast, musst du zunächst die Ersatzquelle bzgl. der offenen Klemmen des nichtlinearen Elementes bestimmen. Ob Du dazu die Ersatzspannungs- oder die Ersatzstromquelle auswählst, bleibt Dir überlassen. Also bestimme erstmal eine Ersatzquelle. Dann sehen wir weiter.
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McFleury
Anmeldungsdatum: 29.04.2013
Beiträge: 49
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| McFleury Verfasst am: 06. Nov 2014 18:43 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Immer wenn Du ein nichtlineares Element in der Schaltung hast, musst du zunächst die Ersatzquelle bzgl. der offenen Klemmen des nichtlinearen Elementes bestimmen. Ob Du dazu die Ersatzspannungs- oder die Ersatzstromquelle auswählst, bleibt Dir überlassen. |
Mir ist das Vorgehen nicht wirklich klar, vor allem nicht wieso ich das machen muss? Das wäre sehr gut für's Verständnis zu wissen. Ich weiß auch nicht wieso die Pfeile so eingezeichnet sind wie sie sind und was das bedeutet.
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 07. Nov 2014 02:58 Titel: |
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| McFleury hat Folgendes geschrieben: | | Mir ist das Vorgehen nicht wirklich klar, vor allem nicht wieso ich das machen muss? |
Warum machst Du nicht erstmal das, was ich dir vorgeschlagen habe. Alles Weitere ergibt sich daraus und lässt sich am konkreten Beispiel viel besser erläutern.
Aber wenn Du meinst, dass es anders besser ist, bitteschön ...
Nimm an, Du hast die Ersatzspannungsquelle mit Quellenspannung Uo und Innenwiderstand Ri bestimmt. An die schaltest Du nun den nichtlinearen Widerstand R, der damit in Reihe zu Ri liegt. Durch beide Widerstände fließt der zunächst unbekannte Strom I (den sollst Du laut Aufgabenstellung ja bestimmen), und an R fällt die ebenfalls unbekannte Spannung U ab (die Du ebenfalls bestimmen sollst). Der Maschensatz liefert Dir
Diese Gleichung mit zwei Unbekannten (U und I) kannst Du nur lösen, wenn Du eine zweite Gleichung kennst, die einen Zusammenhang zwischen den beiden Unbekannten herstellt. Im vorliegenden Fall liegt dieser Zusammenhang nicht als algebraische Gleichung, sondern "nur" grafisch vor. Es gibt nun zwei Möglichkeiten: Entweder Du entwickelst aus der grafischen I-/U-Darstellung eine algebraische Gleichung (im Allgemeinen nur sehr schwer zu bewerkstelligen), dann kannst Du aus den dann zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten die beiden Unbekannten berechnen, oder Du stellst die algebraische Gleichung des Maschensatzes grafisch dar (was deutlich einfacher ist) und zeichnest den Graphen (hier eine Gerade) in das Kennliniendiagramm ein. Der Schnittpunkt der beiden Graphen ist der sog. Arbeitspunkt, zeigt Dir also, bei welcher Strom-/Spannungs-Kombination beide Gleichungen erfüllt sind. schnudl hat Dich bereits darauf hingewiesen, dass es sich um das grafische Lösen eines Gleichungssystems mit zwei Unbekannten handelt. Hilft Dir das jetzt weiter?
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McFleury
Anmeldungsdatum: 29.04.2013
Beiträge: 49
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| McFleury Verfasst am: 08. Nov 2014 11:31 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: |
Warum machst Du nicht erstmal das, was ich dir vorgeschlagen habe. Alles Weitere ergibt sich daraus und lässt sich am konkreten Beispiel viel besser erläutern. |
Weil mir die Transferleistung einfach unheimlich schwer fällt. Ich bin nicht im Thema und ich hinterfrage jede Kleinigkeit und da es so viel gibt was es zu beachten muss, ist mir auch so ziemlich alles unklar. Wenn man in einer gewissen Materie neu ist kann man sich an nichts klammern. Ich frage mich immer wieso ist das so eingezeichnet, warum in die Richtungen, ich könnte jetzt noch ein dutzend ungeklärter Fragen aufstellen.
Ich versuche einfach mein Bestes jetzt.
Also:
- Nehme an, dass Ersatzspannungsquelle mit Quellenspannung  und Innenwiderstand  bestimmt ist.
- schalte nichtlinearen Widerstand  , der damit in Reihe zu (In Reihe geschaltet kann ich mir vorstellen, wo genau jetzt?)
- es fließt der unbekannte Strom  durch die Widerstände, ja
- an R fällt die unbekannte Spannung  ab.
- Maschensatz 
| GvC hat Folgendes geschrieben: | Der Maschensatz liefert Dir
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Das ist mir nicht klar, weil ich das "Schaltbild nicht vor Augen habe". Sprich ich kann's mir nicht vorstellen
| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Arbeitspunkt, zeigt Dir also, bei welcher Strom-/Spannungs-Kombination beide Gleichungen erfüllt sind. schnudl hat Dich bereits darauf hingewiesen, dass es sich um das grafische Lösen eines Gleichungssystems mit zwei Unbekannten handelt. Hilft Dir das jetzt weiter? |
Ich wünschte es mir, aber wie verläuft die Gerade?
Allgemein ist ja: 
| schnudl hat Folgendes geschrieben: |
Danach musst du die Gleichung
mit deiner Kurve der Lampe schneiden
 = f(U_a))
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Sprich ich muss dies gleichsetzen?
Danke sehr!
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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McFleury
Anmeldungsdatum: 29.04.2013
Beiträge: 49
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| McFleury Verfasst am: 09. Nov 2014 09:26 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: |
Wende den Maschensatz an (Umlauf im Uhrzeigersinn):
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Okay und ist negativ, weil es gegen den Uhrzeigersinn geht? Könnte ich die Masche auch andersrum machen? Annahme: Wäre jetzt
in die gleiche Richtung wie dann wäre es positiv?
Was für eine Bedeutung, haben die Strom- bzw. Spannungsrichtungen?
| GvC hat Folgendes geschrieben: |
Das ist eine Gerade mit der (negativen) Steigung -1/Ri und dem Ordinatenabschnitt U0/Ri. Sie schneidet also die I-Achse bei U0/Ri und die U-Achse bei U0. Das kannst Du doch zeichnen, oder?
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Ich versuch's mal. Aber wo genau ist auf der Ordinatenachse der geschnitten wird? Ich habe ja keinen Wert wie ich das einzeichnen soll.
Danke!
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 09. Nov 2014 12:09 Titel: |
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| McFleury hat Folgendes geschrieben: | | GvC hat Folgendes geschrieben: |
Wende den Maschensatz an (Umlauf im Uhrzeigersinn):
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Okay und ist negativ, weil es gegen den Uhrzeigersinn geht? Könnte ich die Masche auch andersrum machen? |
Ja natürlich. Das ergibt genau dieselbe Gleichung.
| McFleury hat Folgendes geschrieben: | | Annahme: Wäre jetzt in die gleiche Richtung wie dann wäre es positiv? |
Ich verstehe nicht. Die beiden Spannungen haben doch dieselbe Richtung von oben nach unten.
| McFleury hat Folgendes geschrieben: | | Was für eine Bedeutung, haben die Strom- bzw. Spannungsrichtungen? |
Sie sagen Dir, welches Vorzeichen Du beim Maschenumlauf für jede Spannung verwenden musst. Stromrichtungspfeile kannst Du in beliebige Richtung setzen. Du solltest dann nur die Spannungspfeile an den Widerständen in dieselbe Richtung zeichnen.
| McFleury hat Folgendes geschrieben: | | GvC hat Folgendes geschrieben: |
Das ist eine Gerade mit der (negativen) Steigung -1/Ri und dem Ordinatenabschnitt U0/Ri. Sie schneidet also die I-Achse bei U0/Ri und die U-Achse bei U0. Das kannst Du doch zeichnen, oder?
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Ich versuch's mal. Aber wo genau ist auf der Ordinatenachse der geschnitten wird? Ich habe ja keinen Wert wie ich das einzeichnen soll. |
Du selber hast vorausgesetzt, dass Du die Ersatzspannungquelle mit U0 und Ri bereits bestimmt hast, d.h. Du hast U0 und Ri bereits berechnet. Diese beiden Größen durcheinander zu dividieren sollte dann eigentlich keine Schwierigkeit sein, oder?
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