Gleichstromtechnik und Wechselstromlehre Aufgaben

CptHirni · Anmeldungsdatum: 10.02.2006 Beiträge: 5

Hi,

ich muss diese 2 Aufgaben lösen, allerdings habe ich nicht mal ansatzweise nen Ansatz wie die zu lösen sind unglücklich

Ich hoffe ihr könnt mir helfen smile

Aufgabe 1: http://home.arcor.de/cpthirni/BS/aufgabe1.jpg

Aufgabe 2, Seite1: http://home.arcor.de/cpthirni/BS/aufgabe2_1.jpg
Aufgabe 2, Seite2: http://home.arcor.de/cpthirni/BS/aufgabe2_2.jpg

*der Verzweiflung nahe* Hilfe

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

1)

Da gibt es mehrere Möglichkeiten.

I) Bestimmung von U0:

a) eine Möglichkeit:
Ich würde mir - da ich zu faul bin - einfach alle Knoten und Maschen aufstellen und mir die Spannung an A-B ausrechnen, indem ich das lineare Gleichungssystem von einem Solver lösen lasse. Sind ja nur 8 Unbekannte und das Resultat hast dann in einer Millisekunde.

b) Ansonsten:
ist es günstig den R4 vorläufig nicht zu berücksichtigen und eine erste ES ohne ihn zu finden (danach kann die endgültige ES leicht gefunden werden). Weiters würde ich eine Dreiecks-Stern Umwandlung machen R1-R5-R3. Ich glaube ohn der kann man nicht mit Spannungsteilerregeln arbeiten um zu U(AB) zu kommen. Sicher bin ich mir aber nicht, da nur ganz oberflächlich skizziert.

Zur Bestimmung von U0 überlagerst du

*) die Beiträge der Spannungsquelle(Stromquelle rausnehmen)
*) und der Stromquelle (Spannungsquelle kurzschliessen)

an der Spannung zwischen A-B

Wie gesagt - es ist so aufwendig, dass ich in diesem Fall lieber das Gleichungssystem lösen würde.

II) Der Innenwiederstand (zwischen A-B)

ist nicht so wild, man muss die Stromquelle einfach rausnehmen (Widerstand unendlich) und die Spannungsquelle durch einen Kurzschluss ersetzen. Dann von links beginnend zusammenfassen (Serie und Paralell) bis man ganz rechts ist.

Es hat jetzt keinen Sinn Dir das alles vorzurechnen, das musst du schon alleine checken.

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

2) Auch dies ist nicht sehr schwer. Gehe schrittweise vor.

a) Berechne zuerst U(C) aus dem Skope Bild

b) Berechne die Kapazität - wie ist der kapazitive Widerstand ? Du hast ja nun U und I gegeben !

c) berechne die Impedanz der Paralellschaltung (Betrag und Phase, Leitwerte addieren !) und schicke den gemessenen Strom durch. Daraus bekommst du ein Zeigerdiagramm der Spannungen. Aus der Addition der Spannungszeiger bekommst du die Gesamtspannung, etc...

CptHirni · Anmeldungsdatum: 10.02.2006 Beiträge: 5

Vielen Dank für deine Hilfe smile

Aufgabe 2 hab ich wohl soweit gelöst bekommen, bei den Zeigerdiagrammen bin ich mir noch etwas unsicher, aber die werd ich auch noch hinkriegen.

Bei Aufgabe 1 komme ich zu keinem vernünftigen Ergebnis, da ich mit Knoten/Maschen-Gleichungssystem ganz und garnicht sicher bin habe ich es mit dem 2. Weg versucht, der mir zwar länger, aber einfacher erschien. Allerdings hab ich mich irgendwo verrannt und kriegs einfach nicht gebacken traurig

30 Stunden Zeit hab ich noch, also das Ganze nochmal von vorn geschockt

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

Es stimmt leider: Das erste Beispiel ist wirklich etwas umständlich. Ich würde nicht sagen dass es schwer ist - aber man braucht "Durchhaltevermögen".

Vielleicht komm ich dazu die Knoten und Maschengleichungen aufzustellen.

Wenn Du mir ein Bild vom Zeigerdiagramm schickst schau ich es mir gerne an.

Schönen Sonntag
Michael

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

1.1)

Ich bezeichne U1 als U0 und I1 als I0.
Die Ströme sind dann nach den Widerständen bezeichnet, d.h. I1 -> R1, I2->R2 usw.

Mit Knoten- und Maschenanalyse (siehe Excel) bekomme ich als

und

Für die Bestimmung von letzterem habe ich in die Klemmen (a) (b) einen Strom von 1A eingespeist (und U0 und I0 auf Null gesetzt). Die Spannung an R4 ergibt dann den Innenwiderstand aufgrund U = I*R.

PS: Ich habe es nur grob kontrolliert - bitte Gleichungen prüfen !

CptHirni · Anmeldungsdatum: 10.02.2006 Beiträge: 5

Hi

Vielen Dank für die Excel-Tabelle, ich habs auch nochmal versucht aber nicht hinbekommen unglücklich

Deine Rechnungen scheinen richtig zu sein, soweit ich das überblicken kann, das Ergebnis von knapp 4V erscheint mir zwar etwas niedrig, aber da ich keinen Fehler sehe (und auch nicht glaube, dass du einen gemacht hast Augenzwinkern

) wird das wohl passen.

Meine Lösung zu Aufagbe 2:
http://home.arcor.de/cpthirni/BS/strafaufgaben.doc
Die Zeigerdiagramme habe ich auf Papier gezeichnet, da ich hier nichtmal Paint habe.
Bei der Blindleistung bin ich etwas am schwimmen. Hinter dem Kondensator eilt der Strom der Spannung ja um 90° vor. In der Induktivität aber um 90° nach, demnach müsste ich doch mit 0° rechnen, was eine Blindleistung von 0W ergibt?

Gruß
Michael Wink

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

Hier zwei Zeigerdiagramme. Nur als Prinzip zur Schaltung, nicht massstabsgetreu zur Angabe.

Du siehst, das Verhalten kann induktiv sein (A) oder kapazitiv (B). Daher ist auch die Blindleistung im allgemeinen Fall nicht Null.

Du musst nun nur noch die echten Längen berücksichtigen mittels

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

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

Die Ablesung am Oszi hab ich nicht kontrolliert!

Mit deinem Punkt 2.7 bin ich nicht einverstanden.
Wie kommst Du denn darauf dass die Spannung an L 3V ist ? Und der Strom ist auch nicht 1,25 mA. Der teilt sich ja auf und ein Teil verschwindet in R.

(Falls Du komplexe Rechnung nicht kennst musst du das folgende mit dem Zeigerdiagramm machen)

Die Spannung an der Paralellschaltung ist

Daher

I und U bei der Induktivität L stehen aufeinander senkrecht ( I eilt um 90° nach): Daher ist cos(Phi) = 0 und sin(Phi) =1

Daher für L:

* Blindleistung ungleich 0

* Wirkleistung = 0

Eine reine Induktivität (auch Kondensator) hat keine Wirkleistung !!!!
Ein reiner ohmscher Widerstand hat keine Blindleistung

Eine gemischte Sshaltung wie die vorliegende kann beides haben.