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FIPI'
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schnudl
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 schnudl Verfasst am: 21. März 2015 19:21 Titel: |
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In diesem Fall liegt der obere R3 gegen Masse, und damit parallel zu R2. Der Eingangswiderstand aus der Sicht von U1 ist damit 10R+(20R||20R) = 10R; und das ist das H11.
Hier können wir einfach fortsetzen:
Der Strom I1 teilt sich gleichermaßen zwischen R2 und R3 auf.
 = I_1/2)
Am (+) Eingang liegt U1/2; damit liegt an R4 die Spannung U1/2 gegen Masse; der Strom ist daher
= (U_1/2)/R_4)
Der gesuchte Ausgangsstrom ist die negative Summe von I(R3) und I(R4) (Knoten am Ausgang):
 - I(R_4))
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Zuletzt bearbeitet von schnudl am 22. März 2015 07:19, insgesamt einmal bearbeitet |
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FIPI'
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| FIPI' Verfasst am: 21. März 2015 20:48 Titel: |
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Hallo schnudl,
vielen Dank für die Darlegung Deines Vorgehens! Im Nachinein kann ich mir das schon verständlich zusammenreimen, jedoch sehe ich so Sachen wie "R3 liegt gegen Masse und somit parallel zu R2" einfach nicht. Das liegt wohl daran, dass ich diese Art von Schaltungsmodell nicht gewohnt bin und eher mit der konventionellen Variante -also mit der Darstellung eines geschlossenen Kreises zu arbeiten.
Ich weiß nicht, ob das so klar wird, was ich damit meine...
Vielen Dank und Grüße
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schnudl
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| schnudl Verfasst am: 22. März 2015 08:13 Titel: |
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| FIPI' hat Folgendes geschrieben: | | Im Nachinein kann ich mir das schon verständlich zusammenreimen, jedoch sehe ich so Sachen wie "R3 liegt gegen Masse und somit parallel zu R2" einfach nicht. |
ich sehe das auch nicht sofort, aber wenn man es hinzeichnet, wird es klar. Elekrotechnik ist eigentlich eine sehr visuelle Disziplin. 
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FIPI'
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| FIPI' Verfasst am: 23. März 2015 22:16 Titel: |
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Hallo Schnudel,
ich habe die vergangene Zeit nochmal genutzt und mir alles in Ruhe nochmal angeguckt. Soweit ist auch erstmal alles klar, doch aus einer Sache werde ich nicht schlau:
Woher bzw. wohin fließt der Strom über  ?
Wenn ich mir jetzt bspws. eine invertierende OPV-Schaltung anschaue, sehe ich dass der Strom dort über den oberen Widerstand fließt, nicht aber direkt wieder aus dem OPV heraus bzw. ausgangsseitig in ihn hinein.. Zudem ist der Eingangswiderstand des idealen OPV ja unendlich, sodass eigentlich gar kein Strom dort hineinfließen kann..
 http://elektroniktutor.oszkim.de/analogverstaerker/av_pict/invert2.gif
Könntest Du mir da vielleicht weiterhelfen? Mir wird einfach nicht klar, aus welchem Grund der Strom sich zwischen  und teilen sollte, wenn es bei der inv. Schaltung nur den einen Strompfad über  gibt...
Über jede Hilfe wäre ich dankbar!
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schnudl
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| schnudl Verfasst am: 23. März 2015 23:13 Titel: |
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Der Strom durch R4 kommt links vom Ausgang des OPs. Vom - Eingang kann er ja nicht kommen, da dieser hochohmig ist.
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FIPI'
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| FIPI' Verfasst am: 24. März 2015 01:03 Titel: |
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Hi schnudl,
danke schonmal für die Antwort. Dass der Strom vom Ausgang hatte ich mir auch überlegt, aber jetzt das große ABER (und auch der Grund für meine verlinkte Schaltung des inv. OPVs): Wieso ist das beim invertierenden OPV nicht so? Man sieht in der verlinkten Grafik ja ganz klar, dass der Strom I_2 und somit auch U_2 ganz klar über R_2 geht und es scheinbar keinen Ausgangsstrom gibt, der an diesen Größen beteiligt ist.
Wieso ist das in meiner hier geposteten Aufgabe so, im Normalfall einer inv. OPV-Schaltung jedoch nicht?
Das ist eben leider das, was mich ein wenig verwirrt... Übersehe ich da etwas?
Aber dennoch vielen Dank für Dein Engagement! :-)
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schnudl
Moderator
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| schnudl Verfasst am: 24. März 2015 16:39 Titel: |
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Du vergleichst ja zwei völlig verschiedene Schaltungen...
beim nicht-invertierenden Verstärker kommt der Querstrom aus dem Ausgang des OPs. Was stört dich denn daran?
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FIPI'
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| FIPI' Verfasst am: 25. März 2015 08:02 Titel: |
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Naja, das Verständnisproblem kann man eigentlich darauf herunterbrechen, dass ich nicht verstehe, warum sich der Strom  hier dadurch errechnet, dass ich  durch  (also dem Gesamtwiderstand der Eingangsseite parallel zu dem gegengekoppelten Widerstand der Ausgangsseite) teile.
Deshalb auch das Beispiel mit dem invertierenden Verstärker. Dort errechnet sich der Strom lediglich durch  ( liegt dort gewissermaßen auch in Reihe, weil durch den Eingang ja kein Strom fließt, trotzdem zieht man diesen Widerstand nicht zur Berechnung von hinzu. Bei der von mir geposteten Aufgabe tut man das mit dem mit  in Reihe liegenden Widerstand  jedoch schon). Das macht für mich auch Sinn, denn hier werden eingangs- und ausgangsseitiger Widerstand voneinander getrennt, weshalb  auch keinen Sinn machen würde.
Natürlich haben die Schaltung nur teilweise etwas miteinander zu tun, aber insbesondere die Kopplung mit dem dazugehörigen Widerstand bereitet mir einfach Probleme, da er in jeweils beiden Schaltungen scheinbar anders behandelt wird..
In vorliegender Schaltung kann ich das aber scheinbar, was für mich einfach keinen Sinn macht. Verstehst Du, worauf ich hinaus will?
Zuletzt bearbeitet von FIPI' am 25. März 2015 08:15, insgesamt einmal bearbeitet |
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schnudl
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| schnudl Verfasst am: 25. März 2015 08:13 Titel: |
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Wenn U2=0 ist, liegt R3 doch parallel zum R2. Der Eingangswiderstand ist dann R1+ R2||R3.
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FIPI'
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| FIPI' Verfasst am: 25. März 2015 08:17 Titel: |
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Würde das im Umkehrschluss bedeuten, dass wenn ich bei dem invertierenden Verstärker U_2 ebenfalls mit einem Kurzschluss = 0 setzen würde, ich den Strom I_1 beim invertierenden mit
 berechnen müsste?
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schnudl
Moderator
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| schnudl Verfasst am: 25. März 2015 08:37 Titel: |
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ja und nein. Der invertierende Verstärker wird dann nicht mehr als Verstärker arbeiten...Du schließt ja den Ausgang kurz. Da kommt Unsinn raus 
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FIPI'
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| FIPI' Verfasst am: 25. März 2015 08:47 Titel: |
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Ja, meinte das jetzt rein aus der Sicht der Netzwerkberechnung. 
Aber dieser Logik folgend müsste das doch auch bei meiner Schaltung der Fall sein oder? Ich setze U_2 = 0, aber durch den Spannungsfolger war U_2 = U_1/2. U_1/2 liegt jedoch weiterhin über R4 an, weshalb ich durch den Kurzschluss U_2 nicht wirklich null gesetzt haben, wegen U_2 = U_1/2 =/= 0 und dem dazugehörigen Knotenstrom U_1/(2*R4), der dort fließt. Verstehst Du daher meine Verwirrrung bzgl. der gesamten Schaltung?
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schnudl
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| schnudl Verfasst am: 25. März 2015 18:12 Titel: |
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| FIPI' hat Folgendes geschrieben: | Ich setze U_2 = 0, aber durch den Spannungsfolger war U_2 = U_1/2.
wieso? du setzt ja U2=0.
Dann kann U2 ja nicht U1/2 sein... also was meinst du hier?
U_1/2 liegt jedoch weiterhin über R4 an
richtig
weshalb ich durch den Kurzschluss U_2 nicht wirklich null gesetzt haben,
was hat die Spannung an R4 mit U2 zu tun?
wegen U_2 = U_1/2 =/= 0 und dem dazugehörigen Knotenstrom U_1/(2*R4), der dort fließt. Verstehst Du daher meine Verwirrrung bzgl. der gesamten Schaltung?
leider nein
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FIPI'
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| FIPI' Verfasst am: 25. März 2015 19:27 Titel: |
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Naja R4 liegt ja ganz klar an der Ausgangsseite des OPV und dort liegt ja die Spannung U1/2 an. Also wie kann denn der Kurzschluss U2 = 0 setzen, UR4 aber nicht? Die haben doch das gleiche Potenzial. Die Eigenschaft eines Spannungsfolger ist doch auch gerade die, dass U2 = U1 (hier U1/2) ist..
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schnudl
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| schnudl Verfasst am: 25. März 2015 20:04 Titel: |
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Am Ausgang des OPs liegt U1/2. Dieser Ausgang (am linken Ende von R4) ist aber nicht der Punkt, der gegen Masse kurzgeschlossen ist: das ist ja das rechte Ende von R4.
Da ist keinerlei Widerspruch...
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FIPI'
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| FIPI' Verfasst am: 26. März 2015 09:54 Titel: |
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Hi,
ich habe mir das gestern nochmal zu Gemüte geführt und denke, dass ich dank Dir fast alles verstanden habe! Danke dafür!
Jedoch ist mir gestern beim "Ausprobieren" verschiedener Schaltszenarien aufgefallen, dass ein Post nochmal korrigiert werden sollte. Und zwar geht es um den hier von mir:
| FIPI' hat Folgendes geschrieben: | Würde das im Umkehrschluss bedeuten, dass wenn ich bei dem invertierenden Verstärker U_2 ebenfalls mit einem Kurzschluss = 0 setzen würde, ich den Strom I_1 beim invertierenden mit
berechnen müsste? |
Beim Kurzschluss des Ausgang des invertierenden Verstärkers ist es durch die virtuelle Masse ( (+)- und (-)-Eingang) liegen auf dem selben Potenzial, also kann man sich eine Verbindung zwischen diesen beiden Eingängen denken) ja so, dass der Kurzschlusszweig, der  werden lässt, ja ebenfalls parallel zu liegt. Somit wäre auch im Kurzschlussfall  , da ja kurzgeschlossen wird.
Natürlich hast Du aber Recht damit, dass das dem Sinn eines Verstärkers widersprechen würde.
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schnudl
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| schnudl Verfasst am: 26. März 2015 11:10 Titel: |
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Nein, diese Überlegung ist unrichtig.
Wenn du die Ausgangsseite des OPs mit Masse verbindest, kann keine Gegenkopplung mit dem Eingang mehr stattfinden. Daher wird auch die Spannungsdifferenz zwischen invertierendem und nicht-invertierendem Eingang nicht Null: Diese Annahme ist ja gerade eine Konsequenz der Gegenkopplung, und nicht eine intrinische Eigenschaft des OPs.
Daher liegen R1 und R2 in Serie gegen Masse, da in den Minus Eingang nichts hineinfliessen sollte. Konsequenz: der OP geht in Sättigung -> kein Verstärkerbetrieb
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FIPI'
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| FIPI' Verfasst am: 26. März 2015 11:39 Titel: |
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Achsoooo stimmt, ohne Ausgangsspannung auch keine Rückkopplung und keine Differenzspannung, die gegen 0 geht.. Hätte ich das regeltechnische Modell von dem Teil im Kopf gehabt, wäre mir das wohl auch klar geworden.. ^^
In meiner Ausgangsschaltung von ganz oben findet also ebenfalls keine Rückkopplung statt (wegen U2 = 0 bzw. Kurzschluss), da trotz des entstandenen Parallelverhaltens von R2 und R3 keine "wirkliche" Ausgangsspannung anliegt, die der OPV entsprechend rückkoppeln könnte?
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schnudl
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| schnudl Verfasst am: 26. März 2015 11:58 Titel: |
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Doch, hier ist ja ein Widerstand zwischen dem Ausgang des OPs und dem Ausgang der Schaltung. Die Gegenkopplung erfolgt über die Verbindung des OP-Ausgangs zu seinem (-) Eingang.
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FIPI'
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| FIPI' Verfasst am: 26. März 2015 12:29 Titel: |
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Okay danke! Eine letzte Frage dazu (und dann bist Du mich los ) hätte ich dann doch noch.
Angenommen der Ausgang der obigen Ausgangsschaltung im Eingangspost wird mit einem Lastwiderstand belastet (Gerne mit R = unendlich = Leerlauf oder R = 5R) - welche Ausgangsspannung sieht der OPV bei der Rückkopplung dann (Neben der Ausgangsspannung der Schaltung existiert ja auch ein Spannungsabfall an R4 wegen des Spannungsfolgers)?
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schnudl
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| schnudl Verfasst am: 26. März 2015 19:57 Titel: |
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In diesem allgemeinen Fall musst du halt das Gleichungssystem lösen.
Zwei Gleichungen, zwei Unbekannte.
Z.B. kannst du ja gleich die Vierpolparameter verwenden: Für die h-Parameter hat man dann, wenn die Ausgangsseite mit einem beliebigen RL abschließt
und daher
 \cdot h_{22}|| R_L)
Daraus kannst du U2 berechnen, wenn U1 gegeben ist.
Genauso gut kannst du auch mit dem Knotenpotenzialverfahren oder einem ähnlichen Verfahren arbeiten, um die beiden Unbekannten Spannungen in der Schaltung (Ausgangsspannung des OPs, Ausgangsspannung der Schaltung) zu bestimmen. Klar, dass man das nicht auf Anhieb sieht...Rocket Science ist es aber auch keine :-)
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FIPI'
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| FIPI' Verfasst am: 26. März 2015 20:24 Titel: |
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Okay, dankeschön! Verstanden habe ich das auf Anhieb nicht, aber das liegt wohl eher daran, dass da generell noch einige Lücken vorliegen. Die werden sich hoffentlich bald auflösen und dann erkenne ich vielleicht auch für Dich triviale Zusammenhänge..
Hab' vielen Dank, Du hast mir schonmal enorm weitergeholfen! 
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schnudl
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| schnudl Verfasst am: 26. März 2015 20:33 Titel: |
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Knoten- und Maschengleichungen sind deine Freunde. Nütze sie!
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FIPI'
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schnudl
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| schnudl Verfasst am: 26. März 2015 20:59 Titel: |
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und was ist mit dem Spannungsabfall über R2? Der gehört ja auch zur Masche...Die Masche geht ja nicht entlang der untere Kante des Dreiecks, welches den OP symbolisiert
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FIPI'
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| FIPI' Verfasst am: 26. März 2015 21:01 Titel: |
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| schnudl hat Folgendes geschrieben: | | und was ist mit dem Spannungsabfall über R2? Der gehört ja auch zur Masche...Die Masche geht ja nicht entlang der untere Kante des Dreiecks, welches den OP symbolisiert |
Unterbrechen Aus- und Eingangsleitung nicht die Masche?
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schnudl
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| schnudl Verfasst am: 26. März 2015 22:11 Titel: |
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siehe Bild!
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FIPI'
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schnudl
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| schnudl Verfasst am: 27. März 2015 11:04 Titel: |
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Es hindert dich aber niemand, eine zweite Maschengleichung aufzustellen, wo R4 enthalten ist.
Abgesehen davon, ist Udiff in deiner ersten Masche nicht enthalten!
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FIPI'
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| FIPI' Verfasst am: 27. März 2015 12:32 Titel: |
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| schnudl hat Folgendes geschrieben: | Es hindert dich aber niemand, eine zweite Maschengleichung aufzustellen, wo R4 enthalten ist.
Abgesehen davon, ist Udiff in deiner ersten Masche nicht enthalten! |
Okay Korrektur:
M1: 
M2 (bei gleicher Maschenrichtung):  .
So richtig?
Das war's dann jetzt aber auch mit der Fragerei,
nochmals vieeeelen Dank! 
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schnudl
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| schnudl Verfasst am: 27. März 2015 15:06 Titel: |
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ja, das ist richtig.
Und wo ist nun das Problem?
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FIPI'
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| FIPI' Verfasst am: 27. März 2015 15:23 Titel: |
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| schnudl hat Folgendes geschrieben: | ja, das ist richtig.
Und wo ist nun das Problem? |
Jetzt wurden alle Probleme geklärt, wusste halt nur nicht wie das beim OPV aussieht. Stichwort: Begrenzung der Masche durch die knotenbildenden Ein- und Ausgangsleitungen.
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FIPI'
Anmeldungsdatum: 30.10.2012
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| FIPI' Verfasst am: 27. März 2015 17:40 Titel: |
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Ach ja, die Maschengleichung der zweiten Masche war nicht so ganz richtig. Ich habe U_2 vergessen. Richtig lauten müsste die zweite Gleichung:  .
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