| Autor |
Nachricht |
joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
|
|
 |
isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
|
 isi1 Verfasst am: 28. Mai 2016 16:44 Titel: Re: RLC-Schwingkreis |
 |
|
| joe1 hat Folgendes geschrieben: | Man kann also sagen, dass  ist.
Stimmt das so? |
Ja, Joe, als Begründung könnte man noch das Integral anführen
| joe1 hat Folgendes geschrieben: | | Punkt 2: Versteht man unter Blindleistung, jene Leistung die uns die Impedanz der Schaltung bringt? |
Die meinen wahrscheinlich, dass der Eigangsstrom in Phase sein soll mit der Eigangsspannung. | joe1 hat Folgendes geschrieben: | | Punkt 3: P=U*I - aber reicht das so? |
Ich glaube nicht, das musst schon per Formeln nachweisen.
Das ist übrigens die Schaltung, bei der, wenn in Resonanz ( ), der Strom durch R konstant U/(ωL) ist.
|
|
|
joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
|
| joe1 Verfasst am: 29. Mai 2016 16:43 Titel: |
|
|
Ok, danke.
1. Achso, da der Mittelwert ja einfach über eine periode des Signals integriert wird und da kommt eben der Faktor Wurzel 2 vor?
2. Ja aber was bedeutet denn Blindleistung genau?
3. Wieso reicht da P=U*I nicht bzw. was meinst du mit "per Formel" nachweisen?
|
|
|
isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
|
| isi1 Verfasst am: 29. Mai 2016 17:53 Titel: |
|
|
| joe1 hat Folgendes geschrieben: | | 2. Ja aber was bedeutet denn Blindleistung genau? |
Blindleistung ist, wenn die in der halben Periode aus dem Netz abgenomme Energie in der anderen Hälfte der Periode wieder an das Netz zurückgegeben wird.
| joe1 hat Folgendes geschrieben: | | 3. Wieso reicht da P=U*I nicht bzw. was meinst du mit "per Formel" nachweisen? |
Reicht schon, nur als Fleißaufgabe.
|
|
|
joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
|
| joe1 Verfasst am: 30. Mai 2016 01:47 Titel: |
|
|
Hm danke, Punkt 2 und 3 verstgehe ich leider noch immer nicht, wie ich das genauer lösen könnte.
1. Wie kann aus einer halben Periode Energie entommen werden und dann wieder hinzugefügt werden? Also ich denke ich muss das erst verstehen, denn ich weiß gar nicht, welche Formel ich überhaupt nicht gerade, welche Formel ich aufstellen müsste, dass ich R berechnen kann für Punkt 2.
2. Und wie kann man das genauer berechnen bei Punkt 3?
|
|
|
joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
|
| joe1 Verfasst am: 01. Jun 2016 19:38 Titel: |
|
|
kann mir wer weiterhelfen bitte?
Wie kann ich z.b. Punkt 2 beantworten in dieser Aufgabe?
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 01. Jun 2016 19:49 Titel: |
|
|
| joe1 hat Folgendes geschrieben: | kann mir wer weiterhelfen bitte?
Wie kann ich z.b. Punkt 2 beantworten in dieser Aufgabe? |
Der Imaginärteil der Impedanz muss Null sein. Das kannst Du dann nach R auflösen.
|
|
|
joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
|
| joe1 Verfasst am: 01. Jun 2016 20:06 Titel: |
|
|
Was hat denn der imaginäre Teil der Impedanz mit der Blindleistung zu tun?
P=U*I und von P der imaginäre Teil ist die Blindleistung oder?
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 01. Jun 2016 20:17 Titel: |
|
|
| joe1 hat Folgendes geschrieben: | | Was hat denn der imaginäre Teil der Impedanz mit der Blindleistung zu tun? |
Dort wird die Blindenergie zwischengespeichert, die zwischen Quelle und Blindelement (Imaginärteil) hin und her pendelt.
| joe1 hat Folgendes geschrieben: | | P=U*I und von P der imaginäre Teil ist die Blindleistung oder? |
Du scheinst von der komplexen Rechnung und ihrer Anwendung in der Elektrotechnik noch nichts gehört zu haben. Damit solltest Du Dich erstmal intensiv beschäftigen. Dann können wir hier weiter diskutieren.
|
|
|
joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
|
| joe1 Verfasst am: 01. Jun 2016 22:03 Titel: |
|
|
Ja, ich habe da wohl Blödsinn geredet, wohl falsch gelesen und wenn ich so drüber nachdenke ergibt das Geschriebene keinen Sinn.
Also z.B. wenn der Strom um 90° der Spannung phasen verschoben ist, dann habe ich bei U=0V den maximalen Strom und umgekehrt. Und genau diese Verschiebung wird durch die Blindleistung verursacht?
D.h. nochmal, wenn Strom und Spannung in Phase ist hat man reine Wirkleistung, also hier kann ich einfach P=U*I sagen und das ist dan tatsächlich die Leistung die bei einem gewissen Strom und einer gewissen Spannung auftritt.
Aber ich sehe noch nicht so recht, was Impedanz-Imaginärteil mit der Blindleistung zu tun hat. Du sagst die Blindenergie wird "zwischengespeichert", die zwischen Quelle und Blindelemnt hin und her pendelt.
Also bei einem RLC-Schwingkreis(Serie) kommt ja der imaginärteil der Impedanz von L und C, denn dieser ist:  )
Und ja zwischen L und C wird "Energie" hin- und her gependelt, weil zuerst lädtz sich der Kondensator z.B. auf, jedoch entsteht durch einen Stromfluss durch die Spule ein magnetisches Feld(also magnetische Energie) und es fließt mehr Strom also wird er Kondensator entladen, aber auch gleichzeitig wird er wieder aufgeladen, dieser speichert elektr. Energie.
Und der obige imaginär Teil repräsentiert ja den Blindwiderstand.
Mein Problem ist es jetzt obiges zusammen zusetzen, also wie genau der imaginär Teil mit der Blindleistung zusammenhängt. Kannst du mir das bitte näher erläutern?
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 01. Jun 2016 23:45 Titel: |
|
|
Was Du schreibst, ist ein bisschen wirr und nur zum Teil (zu einem sehr, sehr kleinen Teil) richtig. Die hier zur Diskussion stehende Blindenergie ist nicht die Energie, die zwischen Kapazität und Induktivität ausgetauscht wird, sondern die Differenz der in Induktivität und Kapazität speicherbaren Energien. Die muss namlich in einer Halbwelle an die Quelle zurück und in der nächsten wieder in den "Verbraucher".
Du kannst die gesamte Schaltung durch eine Reihenschaltung von Rers und Xers ersetzen. Dabei hängen Rers und Xers von R, L, C und von der Frequenz der gegebenen Schaltung ab. Du musst also zunächst Rers und Xers allgemein bestimmen. Wenn die Blindleistung verschwinden soll, musst Du Xers zu Null setzen und nach R auflösen. Denn in Xers sind R, L, C und f enthalten.
Die unter Punkt 3 erfragte Leistungsaufnahme (Wirkleistung) ist im Resonanzfall dann P=U²/Rers bzw. P=I²*Rers oder (natürlich) auch P=U*I.
Bestimme also zunächst den Realteil (Rers) und den Imaginärteil (Xers) der Impedanz der gegebenen Schaltung.
|
|
|
joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
|
| joe1 Verfasst am: 03. Jun 2016 18:54 Titel: |
|
|
| GvC hat Folgendes geschrieben: | Die hier zur Diskussion stehende Blindenergie ist nicht die Energie, die zwischen Kapazität und Induktivität ausgetauscht wird, sondern die Differenz der in Induktivität und Kapazität speicherbaren Energien.
Die muss namlich in einer Halbwelle an die Quelle zurück und in der nächsten wieder in den "Verbraucher". |
Also die Differenz muss an die Quelle zurück etc.? Wie kann ich mir das besser vorstellen?
| Zitat: |
Bestimme also zunächst den Realteil (Rers) und den Imaginärteil (Xers) der Impedanz der gegebenen Schaltung. |
Genau, man kann jede RLC-Schaltung mittels reinen Widerstandersatzschaltbild darstellen, also nur mit komplexen und realen Widerständen, das versteh ich.
Der Real- und Imaginärteil bzw. die Impedanz lautet:
)
Und wenn der Imaginärteil=0 ist, verschwindet ja die Blindleistung, da diese ja von L und C verursacht wird.
Also muss  sein, sodass die Blindleistung verschwindet.
|
|
|
joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
|
| joe1 Verfasst am: 05. Jun 2016 12:48 Titel: |
|
|
Kann mir wer bitte weiterhelfen? 
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 05. Jun 2016 14:38 Titel: |
|
|
| joe1 hat Folgendes geschrieben: | | Kann mir wer bitte weiterhelfen? :) |
Wieso? Du scheinst es ja jetzt so weit verstanden zu haben.
|
|
|
joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
|
| joe1 Verfasst am: 05. Jun 2016 23:37 Titel: |
|
|
Also ich verstehe folgendes noch nicht:
| Zitat: | Die hier zur Diskussion stehende Blindenergie ist nicht die Energie, die zwischen Kapazität und Induktivität ausgetauscht wird, sondern die Differenz der in Induktivität und Kapazität speicherbaren Energien.
Die muss namlich in einer Halbwelle an die Quelle zurück und in der nächsten wieder in den "Verbraucher".
|
Kannst du bitte versuchen das genauer zu erläutern? Also was meint man mit "halbwelle an die Quelle zuurück und die nächste dann in den Verbrauicher"?
|
|
|
joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
|
| joe1 Verfasst am: 07. Jun 2016 00:12 Titel: |
|
|
|
Kannst du mir das nochmal genauer erklären bitte?
|
|
|
isi1
Anmeldungsdatum: 03.09.2006
Beiträge: 2902
Wohnort: München
|
| isi1 Verfasst am: 08. Jun 2016 08:46 Titel: |
|
|
| joe1 hat Folgendes geschrieben: | | Kannst du mir das nochmal genauer erklären bitte? |
Dazu musst Du Dir
1. die Sinuswellen der Spannung und des Stromes bei kapazitiver oder induktiver Last aufzeichnen (oder googeln)
2. bestimmen, in welchem Zeitraum der Strom und die Spannung die gleiche Richtung haben,
das ist der Zeitraum, in dem Energie zum Verbraucher fließt.
3. bestimmen, in welchem Zeitraum der Strom und die Spannung die entgegengesetzte Richtung haben,
das ist der Zeitraum, in dem Energie vom Verbraucher ins Netz zurück fließt.
Das mit den Richtungen kannst Dir vergegenwärtigen, indem Du einen Gleichstromkreis Batterie mit Lämpchen aufzeichnest und die Spannungs-/Stromrichtungen von der Batterie aus gesehen und vom Lämpchen aus gesehen beobachtest. Da ja klar ist, dass die Batterie der Energielieferant ist, kannst Du so ein Gefühl dafür entwickeln.
|
|
|
GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
|
| GvC Verfasst am: 08. Jun 2016 16:17 Titel: |
|
|
| joe1 hat Folgendes geschrieben: | | Kannst du mir das nochmal genauer erklären bitte? |
Das Prinzip ist am einfachsten an einer R-L-C-Reihenschaltung zu erklären, in die ein sinusförmiger Strom i mit dem Scheitelwert Î eingespeist wird. In der Induktivität wird dann die maximale (magnetische) Energie
gespeichert. Zu diesem Zeitpunkt ist die Spannung am Kondensator gerade Null und damit die im Kondensator gespeicherte (elektrische) Energie ebenfalls Null. Nach Überschreiten des Scheitelwertes geht der Strom zurück, die magnetische Energie wird geringer. Wohin geht sie? Richtig, zunächst in den Kondensator, an dem die Spannung ja gerade ansteigt. Die maximale im Kondensator speicherbare Energie ist
Bei vorgegebenem Strom ist die Scheitelspannung am Kondensator nach ohmschem Gesetz
und damit die im Kondensator maximal speicherbare Energie
^2}=\frac{1}{2}\cdot\frac{\hat{I}^2}{\omega^2 C})
Zur beseren Vergleichbarkeit stelle ich die beiden maximal gespeicherten bzw. speicherbaren Energien noch einmal zusammen dar:
In der Induktivität
und in der Kapazität
Es fällt auf, dass bei vorgegebenem Strom die maximale in der Spule gespeicherte Energie unabhängig von der Frequenz ist, während die im Kondensator maximal speicherbare Energie stark frequenzabhängig ist. Ein vollständiger Austausch der in Induktivität und Kondensator gepeicherten Energien kann also nur bei einer ganz bestimmten Frequenz, der Resonanzfrequenz erfolgen.
Bei einer Frequenz, die beispielsweise höher als die Resonanzfrequenz ist, ist die maximal im Kondensator speicherbare Energie geringer als die Energie, die die Induktivität beim Rückgang des Stromes auf Null loswerden muss. Wenn die nicht vollständig in die Kapazität passt, wird sie in die Quelle geschoben. Wenn der Strom wieder ansteigt, wird die Energie in der Induktivität größer, die in der Kapazität geringer. Die Energie wird also von der Kapazität in die Induktivität verschoben. Da in die Induktivität aber mehr reinpasst, als die Kapazität zu liefern imstande ist, muss die Quelle den Rest nachliefern. Dieser Rest ist genauso groß, wie die überschüssige Energie, die bei der Entladung der Induktivität in die Quelle geschoben wurde. Es wird also die Diffeerenz der in Induktivität und Kapazität maximal speicherbaren Energien zwischen Quelle und Induktivität hin- und hergeschoben.
Bei einer kleineren als der Resonanzfreuquenz ist die in der Kapazität maximal speicherbare Energie größer als die von der Induktivität abgebbare Energie, muss also von der Quelle nachgeliefert werden und bei der Entladung der Kapazität wieder an die Quelle zurück gegeben werden, da die gesamte Kondensatorenergie ja nicht in die Induktivität passt. Es wird also die Differenz der in Induktivität und Kapazität maximal speicherbaren Energieen zwischen Quelle und Kapazität hin- und hergeschoben.
Allgemein lässt sich also sagen, dass die Differenz der in Induktivität und Kapazität maximal speicherbaren Energien zwischen Quelle und "Verbraucher" hin- und herpendelt. Diese hin- und herpendelnde Energie wird Blindenergie genannt. Das geschieht übrigens nicht im Halbwellentakt, wie zuvor unvorsichtigerweise behauptet, sondern im Viertelwellentakt. Denn die Energie ist dem Quadrat des Stromes proportional. Wenn der Strombetrag maximal ist, ist die magnetische Energie der Induktivität maximal, wenn der Strombetrag Null ist, ist die elektrische Energie in der Kapazität maximal. Zwischen Strommaximum und Strom Null liegt eine Viertelperiode.
|
|
|
joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
|
| joe1 Verfasst am: 15. Jun 2016 22:33 Titel: |
|
|
Danke für die ausführliche Erklärung!
D.h. wenn ich einen Wechselstrom in einem RLC-Schwingkreis schicke, dann hat die Spule beim Scheitelpunkt des Stromes die maximale Energie und die Energie am Kondensator ist Null, dass heißt, dass der Strom gegenüber der Spannung um 90° voreilt bzw. Phasenverschoben ist am Kondensator.
Gbt es dazu eine bessere Formulierung?
Denn I erreicht zuerst ihren Scheitelwert und die ganze Spannung teilt sich auf R und L auf, da nichts am Kondensator anliegt, und wenn der Strom sinkt, wird der Kondensator mit Energie geladen und es liegt Spannung an.
Aber warum ist das denn so?
|
|
|
joe1
Anmeldungsdatum: 28.10.2015
Beiträge: 90
|
| joe1 Verfasst am: 22. Jun 2016 21:31 Titel: |
|
|
|
Kann jemand bitte meine Fragen beantworten ?
|
|
|
schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
|
| schnudl Verfasst am: 22. Jun 2016 22:17 Titel: |
|
|
Weil genau das eben nicht stimmt:
| Zitat: | | D.h. wenn ich einen Wechselstrom in einem RLC-Schwingkreis schicke, dann hat die Spule beim Scheitelpunkt des Stromes die maximale Energie und die Energie am Kondensator ist Null, dass heißt, dass der Strom gegenüber der Spannung um 90° voreilt bzw. Phasenverschoben ist am Kondensator. |
Nur wenn der zum Kondensator parallel liegende Widerstand sehr sehr groß ist, gilt das (übrigens auch nur, wenn der Kondensator anfangs komplett entladen ist).
Deine Frage ist leider etwas umständlich formuliert.
Tipp: Versuche die Sache mathematisch anzugehen und nicht mit Worten!
_________________
Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
