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t-Phi in t-U Diagramm
 
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AbdulZ07



Anmeldungsdatum: 30.01.2017
Beiträge: 15

Beitrag AbdulZ07 Verfasst am: 30. Jan 2017 16:10    Titel: t-Phi in t-U Diagramm Antworten mit Zitat

Meine Frage:
In einer Induktionstaschenlampe wird ein Permanentmagnet mittels Schütteln durch eine Spule (N=1500) bewegt. Die dabei erzeugte Induktionsspannung wird gleichgerichtet und zum Laden eines Kondensators (C=1,5F) genutzt.

1. Berechnen sie die Beträge der induzierten Spannung und zeichnen sie sin entsprechendes t-U-Diagramm
Werte im Diagramm: (t in ms | ? in µVs)
(0|0); (10|0); (50|100); (60|100); (100|0)

2. Am Kondensator liegt eine Spannung von U=3V an.
a) Berechnen sie die im Kondensator gespeicherte elektrische Energie.
b) Durch die Entladung des Kondensators wird eine Leuchtdiode betrieben. Dem Kondensator wird hierzu eine mittlere Leistung von P=20mW entnommen. Die Diode leuchtet nur, wenn die Kondensatorspannung mindestens 1,5V beträgt. Schätzen sie rechnerisch die Leuchtdauer der Diode ab.


Meine Ideen:
Da im Zeitintervall 0-10 und 50-60 keine Flächenänderung stattfindet wird in dem Zeitraum keine Spannung induziert.
Ansonsten würde ich den Magnetischen Fluss durch die Zeit dividieren und mit der Windungszahl multiplizieren:
Also für das Intervall 10-50: 100µVs*1500/40ms=3,75V

Was nun mit den Beträgen gemeint ist und wie man das Diagramm zeichnet weiß ich leider nicht

Und bei 2 wäre bisschen Hilfe auch gut ^^
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 31. Jan 2017 09:47    Titel: Re: t-Phi in t-U Diagramm Antworten mit Zitat

Willkommen im Physikerboard!

Bisher ist alles richtig.

AbdulZ07 hat Folgendes geschrieben:
Was nun mit den Beträgen gemeint ist und wie man das Diagramm zeichnet weiß ich leider nicht

Du hast nun verschiedene Spannungen (eben auch negative) für verschiedene Zeitintervalle berechnet. Durch die Gleichrichtung werden die negativen Spannungen zu positiven. Jetzt zeichne das einfach ein.

AbdulZ07 hat Folgendes geschrieben:
Und bei 2 wäre bisschen Hilfe auch gut

Wie berechnet man die Energie in einem Kondensator?

Viele Grüße
Steffen
AbdulZ07



Anmeldungsdatum: 30.01.2017
Beiträge: 15

Beitrag AbdulZ07 Verfasst am: 31. Jan 2017 14:33    Titel: Antworten mit Zitat

Die elektrische Energie habe ich jetzt mit Eel=1/2*C*U^2 berechnet und komme auf 6,75J, was soweit stimmen sollte.

Nur verstehe ich immer noch nicht wie man jetzt die Leuchtdauer der LED berechnet ^^`
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 31. Jan 2017 14:47    Titel: Antworten mit Zitat

Ja, richtig. Das ist die Energie im Kondensator, wenn 3 Volt dran sind.

Nun gibt er solange Energie ab, bis nur noch 1,5 Volt dran sind. Und diesen Unterschied brauchen wir. Das sind die Joule, also die Wattsekunden, um die es geht.

Kommst Du jetzt weiter?
AbdulZ07



Anmeldungsdatum: 30.01.2017
Beiträge: 15

Beitrag AbdulZ07 Verfasst am: 31. Jan 2017 15:02    Titel: Antworten mit Zitat

Da, 3V vorhanden sind und 1,5V vorhanden sein müssen, beträgt die Differenz 1,5V.
Dies würde ich mit W=1/2*C*U^2 berechnen und komme auf 1,6875J.
P=W/t -> t=W/P, also t=1,6875J/20mW=84,375h

Liege ich da richtig oder bin ich da komplett falsch? ^^`
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 31. Jan 2017 15:08    Titel: Antworten mit Zitat

Leider nein. Zunächst ist , Du musst also schon die beiden Energien ausrechnen und subtrahieren.

Und dann ist ein Joule eben, wie geschrieben, eine Wattsekunde und keine Wattstunde.
AbdulZ07



Anmeldungsdatum: 30.01.2017
Beiträge: 15

Beitrag AbdulZ07 Verfasst am: 31. Jan 2017 15:10    Titel: Antworten mit Zitat

Ouh, okay, tut mir leid dich damit gequält zu haben.
Vielen Dank für die Hilfe ^^
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 31. Jan 2017 15:12    Titel: Antworten mit Zitat

So schnell quält mich nichts. smile

Keine Ursache, hast Du's denn richtig raus?

Viele Grüße
Steffen
AbdulZ07



Anmeldungsdatum: 30.01.2017
Beiträge: 15

Beitrag AbdulZ07 Verfasst am: 31. Jan 2017 15:23    Titel: Antworten mit Zitat

5,0625J wo ich dann auf 253,125sek komme, was um die 4min 13sek sind ^^
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7226

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 31. Jan 2017 15:28    Titel: Antworten mit Zitat

Prima, und das ist auch für so eine Taschenlampe recht realistisch.

Viele Grüße
Steffen
AbdulZ07



Anmeldungsdatum: 30.01.2017
Beiträge: 15

Beitrag AbdulZ07 Verfasst am: 31. Jan 2017 15:31    Titel: Antworten mit Zitat

Jetzt wo du es sagst, ja realistischer als die 83h xD

Noch mal Danke,
Gruß Abdul
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