Spannung in einem Wechselstromnetzwerk mit Kondensator uvm.

meeen · Anmeldungsdatum: 18.08.2016 Beiträge: 13

Hallo,

ich bin beim Lernen für ET1 so verzweifelt an dieser Aufgabe das ich mich hier angemeldet habe.

Die richtige Lösung laut Skipt ist D 215V ich komme aber einfach nicht dahinter warum E 240v falsch sein soll.

Ich hoffe ihr könnt mir meinen Fehler erläutern. Ich kann sonst auch meinen scheinbar falschen Rechenweg hier posten.

Ich wäre für Hilfe sehr Dankbar

http://www.bilder-upload.eu/thumb/4b1661-1471548025.jpg

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

meeen · Anmeldungsdatum: 18.08.2016 Beiträge: 13

Perfekt! Danke das hat mir wirklich sehr geholfen, du hast mir nicht nur meinen Fehler aufgezeigt sondern auch erklärt wie man die Zeichnung zur Lösung anfertigt. In unserem Skript ist da einfach keine für mich verständliche Erklärung

Ich habe das die ganze Zeit nicht verstanden und habe deshalb gedacht ach kannst du ja rechnen muss ja das gleich rauskommen Hammer

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

meeen · Anmeldungsdatum: 18.08.2016 Beiträge: 13

und wie würde man das dann rechnen?

I = I(L) + I(R2)

Z(c) = U(C) / I

So halt jeden einzelnen Scheinwiderstand berechnet.

Dann die Scheinwiderstände in der Masche zusammen gefasst die parallel geschaltet und die dann mit den anderen in Reihenschaltung addiert.

So hatte ich dann Z

U = Z * I und zack das falsche U war berechnet.

Ich hab jetzt in Erfahrung gebracht das man das Ohmsche Gesetzt an Komplexen Widerständen wohl so nicht anwenden kann wegen der Phasenverschiebung.

Der Cosinussatz hat dann was mit der Phasenverschiebung zu tun?

Kannst du mir das genauer erläutern ich finde dazu nur eine Darstellung mit e der Kreisfrequenz und so aber es ist mir dennoch nicht Schlüssig was die eigentlich meinen

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

komplex?

meeen · Anmeldungsdatum: 18.08.2016 Beiträge: 13

bei uns werden die Kondensatoren und Induktivitäten als komplexe Widerstände aufgeführt wenn ich das richtig verstanden habe?

oder meinst du das man das auch an normalen Widerständen wegen der Phasenverschiebung nicht anwenden kann?

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7241

Doch, das geht recht elegant. Du kannst jede der vier Impedanzen komplex ausdrücken, zu einer Gesamtimpedanz zusammenfassen und dann über den komplexen Gesamtstrom die komplexe Gesamtspannung ausrechnen.

Beispielsweise ist die Impedanz der Spule

Viele Grüße
Steffen

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Die komplexe Rechnung wird ziemlich kompliziert, da die Frequenz nicht bekannt ist und die Blindwiderstände durch Quotienten aus komplexer Spannung und komplexem Strom ausgedrückt werden müssen. Das geht für den induktiven Widerstand recht elegant, wird aber beim kapazitiven Widerstand schon deutlich komplizierter (ausprobieren, Steffen!). Da in der Aufgabenstellung aber alle Spannungen und die Ströme in der Parallelschaltung betragsmäßig vorgegeben sind, drängt sich die Rechnung mit Beträgen geradezu auf. Im Prinzip folgt die Rechnung der in meinem ersten Beitrag beschriebenen Entwickung des Zeigerbildes:

Berechnung der Phasenlage des Gesamtstromes I mit UR2 als Bezugsgröße mit Phasenwinkel 0°:

Berechnung des Betrages von URC=UR1+UR2:

Berechnung der Phasenlage von URC:

Berechnung des Betrages der Gesamtspannung (Summe von UR2 und URC) mit Hilfe des Kosinussatzes:

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7241

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Ja und dann musst Du auch noch R1 und R2 auf dieselbe Art und Weise bestimmen, dann komplexe Größen in Exponentialform multiplizieren bzw. dividieren, in kartesische Form umwandeln und addieren und dann noch den Betrag bilden. Da finde ich meine Vorgehensweise der in vier Zeilen ermittelten Lösung deutlich einfacher. Ich habe ja nicht behauptet, dass die komplexe Rechnung nicht funktioniert (die funktioniert immer), sondern nur, dass der Lösungsweg über die Beträge einfacher scheint. Dabei brauchen beispielsweise weder Widerstände noch der Gesamtstrom berechnet zu werden.

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7241

Ach, so meinst Du das. Nun, das ist dann wohl Geschmackssache. Ich zum Beispiel muss zu meiner Schande gestehen, dass ich den Cosinussatz nicht im Kopf habe und diese geometrischen Zeiger mir wiederum zu kompliziert sind. Da rechne ich lieber vier Impedanzen aus, schalte sie (natürlich mit dem Taschenrechner) zusammen und lasse den Gesamtstrom durchfließen.

Viele Grüße
Steffen

meeen · Anmeldungsdatum: 18.08.2016 Beiträge: 13

das ist viel Komplizierter als ich gedacht hätte. Aber das hilft mir schon weiter danke smile

Trotzdem habe ich noch Probleme mit diesem Thema ich habe hier eine Aufgabe und konnte alles richtig lösen bis auf 5.4

5.1 U eff =200 V und 35Hz war richtig

5.3 U(R)eff = 106 V

Xc = 39,9 Ohm

106V / 39,9 Ohm = 2,65 A = I(C)

106V * 2,65 A = 281 var auch das war richtig

5.4

I(R) = 3,5 A

I = I(R) + I(C) = 6,15 A

Z = 200 V / 6,15 A = 32 Ohm flasch ! 45 soll richig sein. Warum?

Wenn ich Z = 283/6,15 rechne komme ich in die Nähe von 45 aber warum denn der Wert der Amplitude?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

meeen · Anmeldungsdatum: 18.08.2016 Beiträge: 13

Okay also mit welchen Themen sollte ich mich schrittweise auseinander Setzten um solche Aufgaben lösen zu können?

Ich schreibe in 4 Tagen ET1 für Maschinenbau und habe bei Wechselstrom noch einige Defizite wie ihr seht Hilfe

Ich darf in die Klausur alles an Material mitnehmen was ich möchte außer halt Laptop Big Laugh

Wie gehe ich generell vor um eine Wechselstromschaltung zu verstehen?
Wie kann ich von einem Bauteil auf die Phasenverschiebung kommen?
Wie verrechne ich mehrere dieser Phasenverschiebungen?

Die angefügte Aufgabe geht in die Gleiche Richtung, aber die Teilwiderstände sind bekannt.

Gesucht ist der Phasenwinkel zwischen Uc und UR, das passende Zeigerbild, und U.

Wie gehe ich vor das ich solche Aufgaben zielsicher in der Klausur lösen kann? Die bringen ja ordentlich Punkte....

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

meeen · Anmeldungsdatum: 18.08.2016 Beiträge: 13

Ich hab keine Wahl als es bis dahin zu können LOL Hammer

Aber ich mache auch nichts anderes als lernen

Im Grunde ist es ja "nur" dieser Aufgabentyp den ich können muss

Zur Aufgabe :

Mein Ergebnis sieht nach E aus

Daraus habe ich jetzt 3 Formeln aufgestellt die mich zum Ergebnis bringen sollen:

U(L) = X(L1) * I(L1)

Das Rechnen ist dann doch schwieriger als gedacht:

U (R) = 70,7 V

I(R) 1,41 A

I(C) = -j1

I(L1) = 1,73 A

U(L1)=316 V

U = 331V was keiner der Antwortmöglichkeiten entsprach.
Dann hab das noch mal durch Wurzel 2 geteilt underhielt U=234 V
Eine Antwortmöglichkeit war 224V und eine andere 245V
Es war dichter an 224V deshalb hab ich das genommen, war sogar richtig.

Die Frage ist jetzt viel Glück war dabei das ich trotzdem das richtige Ergebnis gefunden hab. Wo liegen meine Rechenfehler

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Offensichtlich rätst Du nur. Hast Du auch konkrete Fragen?

meeen · Anmeldungsdatum: 18.08.2016 Beiträge: 13

Sind meine aufgestellten Formeln Sinnvoll? Ich dachte der Ansatz wäre gar nicht so schlecht . traurig

Ich habe das so aus meiner Zeichnung interpretiert.

Wie komme ich auf I(r)?

Meine Annahme:

U(L2) und U(R2) sind gleich groß, weil sie vom gleichen Strom druchflossen werden und die Widerstände betragsmäßig gleich sind.

Die Geometrische Summe aus U(L2) und U(R2) ist U(C).
U(C) = 100V und deshalb U(R) = 70,7 V

I(R) = 70,7V / 50 Ohm = 1,41 Ohm

Wie Komme ich auf I(C)) ?

Xc = 100 OhM Uc = 100v

100v/-j100 Ohm = -j Ohm = I(C)

Wie funktioniert das komplexe rechnen an einem beliebigen komplexen oder nicht komplexen Widerstand nach dem ohmschen Gesetz wenn man 2 Größen hat?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Sorry, bin erst jetzt wieder da. War am Abend anderweitig beschäftigt.

meeen · Anmeldungsdatum: 18.08.2016 Beiträge: 13

Vielen dank langsam kommt Licht ins Dunkle - sehr langsam Big Laugh

Ich hab das ganze mal versucht nach zu vollziehen:

Zwischen IR und UC liegen 45° und zwischen UC und IC 90° deshalb liegen dann zwischen IC und IR 135°

Dadurch bekomme ich dann mit dem Cosinussatz IL1 = 2,41 A was ich zeichnerisch überprüft hab und relativ Gut hinkommt.

Jetzt mein erstes Problem:

UL1 = XL1 * IL1

UL1 = 200 Ohm * 2,41 A = 482 V

Das ist aber kein Effiktivwert oder ? Der Effiktivwert ist dann 342 v

Zwischen UL1 und UC müssen 69,4° liegen.

Wenn ich es Zeichnerisch löse als mit 342V und 100V bekomme ich 320V raus.
Wieder kein Effiktivwert? Weil der der Effiktivwert von 320V wäre 226V und das vorgegebene Ergebnis ist ja 224 wäre als garnicht so schlecht

Die Frage wäre nur wo ist der Fehler? Wieso bekomme ich beim rechnen mit Effektivwerten immer eine Amplitude raus?

Und warum komme ich damit rechnerisch nicht ans Ergebnis?

Fehlerquelle : Mein Kosinussatz ist Falsch. Es ist nicht + sondern -

dadurch ist IL1 nicht 2,42 A sonder 2,23 A

UL1 (eff) = 315,4 V

U = 215,4 V Was schon ziemlich unganu im bezug auf 224V ist

Und weil ich den Winkel zwischen IL1 und IR mit dem sinussatzt ausgerechnet habe ist der dann auch falsch. Der ist dann nicht 24,4° sondern 26,6°

Dadurch ist der Winkel zwischen UL1 und UC dann 71,6°

Mhh irgendwie komm jetzt nur noch Käse raus unglücklich

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

meeen · Anmeldungsdatum: 18.08.2016 Beiträge: 13

IR = 1,41 A
IC = 1A

Mit deiner Formel:

Dann wäre UL1 = 200 Ohm * 1A = 200 V

Außenwinkel :o Welche Außenwinkel ? Bei mir ist zwischen Ic und IR 135° aber innen unglücklich

Und das zeigerdiagramm sind auch so aus wie das vom Professor.
Wie interpretiere ich die Winkel richtig?

Also wenn 135° der Außenwinkel ist macht es aber Sinn das zwischen IL1 zu IR 45° sind und das zwischen IL1 und UC 0° liegen

Das sieht doch sehr sehr gut aus Big Laugh

Warum ist aber 135° der Außenwinkel während 45° im von L1 Und IR ein innenwinkel ist ?

Ist meine Zeichnung die Erklärung?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Du musst nur die richtigen Dreiecke betrachten, z.B. das Dreieck aus IC, IR und IL1. In diesem Dreieck ist der Winkel zwischen den positiven Richtungen von IR und Ic der Außenwinkel.

meeen · Anmeldungsdatum: 18.08.2016 Beiträge: 13

Das heißt jetzt ist alles richtig ? smile

Vielen Dank! Aufgabe gelöst und viel über Wechselstromnetzwerke gelernt.

Hat das auch Auswirkungen auf den Sinussatz wenn ich fehlende Winkel oder Größen aus rechnen will?

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

meeen · Anmeldungsdatum: 18.08.2016 Beiträge: 13

Das mit der Einheit stimmt aber ich muss in der Klausur "nur" das richtige Ergebnis ankreuzen Big Laugh

Sinussatz war jetzt eher Allgemein falls es ne andere Wechselstromaufgabe gibt und der sich da gerade anbieten würde. Der Professor muss ja nicht den gefallen tun und immer die gleichen Aufgaben abfragen - auch wenn er meinen Segen hätte

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Um es nochmal ganz deutlich zu sagen: Wenn Du solche Aufgaben mit Hilfe eines Zeigerbildes lösen willst, rechnest Du nur mit Beträgen, wozu Du den Kosinussatz oder dessen Sonderfall, den Satz des Pythagoras benötigst. Die sich ergebenden Winkel misst Du mit dem Winkelmesser oder kannst sie gegebenenfalls berechnen. Diese Berechnung sich zu merken ist für Dich vielleicht zu schwer. Aber möglicherweise kannst Du Dir das auch merken.

Wenn Du zwei Zeigergrößen A und B unterschiedlichen Betrages und unterschiedlicher Phasenlage

und

addieren willst, dann hat der Summenzeiger C den Betrag laut Kosinussatz

wobei

der Winkel zwischen den positiven Richtungen von A und B ist,

und die Phasenlage

,

was man leicht an einem Zeigerbild nachvollziehen könnte, wenn man es denn wollte.

Du kannst natürlich auch rein zeichnerisch lösen, musst dann aber Längen von Summenzeigern und ihre Winkellage ausmessen. Wirklich rechnen musst Du dann nur noch mit dem ohmschen Gesetz für die Beträge und musst die Phasenverschiebung an den einzelnen Elementen kennen und berücksichtigen (0°, +90° und -90°).

meeen · Anmeldungsdatum: 18.08.2016 Beiträge: 13

Danke für die tolle Hilfe!

ich wurde in der Klausur total überrascht weil ich nicht wusste, dass ich auch noch ET2 zusätzlich zu ET1 schreiben musste.
Von Transistoren und Dioden hatte ich wirklich gar keine Ahnung LOL Hammer

War aber in ET1 so gut das ich die ganze Klausur noch mit 3.7 bestanden habe.
In 9 Tage lernen also ET1 und ET2 bestanden Big Laugh

Nochmals Danke

Nerve dann weiter mit Strömungsmechanik Teufel

Steffen Bühler · Moderator Anmeldungsdatum: 13.01.2012 Beiträge: 7241

Na, dann herzlichen Glückwunsch!

Viele Grüße
Steffen