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Nachricht |
Amphibolit
Gast
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 Amphibolit Verfasst am: 20. Sep 2017 14:37 Titel: Batterie und elektrische Leistung |
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Meine Frage:
Hallo!
Ich habe eine Batterie gegeben (Ohne Belastung Spannung an den Klemmen =  ). Es wird ein ohmscher Verbraucher(R=Rv) angeschlossen und es verringert sich die an der Batterie gemessene Spannung (Klemmenspannung) auf  .
a) Am Verbraucher umgesetzte Leistung?
b) Warum reduziert sich bei Belastung der Batterie durch einen Verbraucher die Klemmenspannung der Batterie?
c)Welche Leistung gibt die Batterie insgesamt ab (Ausdruck durch ,, )
d) Welche Leistung, wenn Batteriepole kurzgeschlossen?
Meine Ideen:
a) P=U*I (mit U=R*I -> I=U/R) P= =  [warum wird für  eingesetzt? Meine Idee wäre  - ^{2}) gewesen für .]
b)Begründung durch Maschenregel: Mit Verbraucher  richtig?
c) )-( * )
? : ( - ,  - /R_{v}) ) -> ( - )*(( - )= ( - ^{2}/R_{v})
?Uv*Iv=
°Pges=(( - ^{2}/R_{v}) - (U_{kl}^{2}/R_{v}) )=(/R_{v})
Problem: der Lösung nach soll das Ergebnis /R_{v}) sein und ich kann nicht nachvollziehen, wie dieses Ergebnis zustande kommt.
d)Bei Kurzschluss geht die Spannung zwischen den Batteriepolen gegen Null, der Strom erzeugt aber selber (wie?) eine Spannung in Höhe der Quellspannung. Dadurch, dass die Batteriepole kurzgeschlossen werden, spielt der Widerstand vom Verbraucher keine Rolle mehr und  . Aber welches R? Rv ist das ja nicht. Normalerweise gibt es noch den Innenwiderstand in Batterien, aber davon steht nichts in der Aufgabenstellung? Es könnte Ri über  bestimmt werden, aber I ist auch nicht gegeben und mit  dreh ich mich auch nur im Kreis und bekomme keine Lösung... Im Demtröder steht noch, dass der Kurzschlussstrom  ist. Die verfügbare Spannung ist immer kleiner als ,sie nähert sich ihr aber umso mehr, je kleiner Ri verglichen mit Rv und je kleiner Strom I wird. Wird Rv <<Ri entsteht der Kurzschluss. Lösung soll hier *R_{v})) sein.
Liebe Grüße 
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 20. Sep 2017 16:10 Titel: |
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| Amphibolit hat Folgendes geschrieben: | | Normalerweise gibt es noch den Innenwiderstand in Batterien, aber davon steht nichts in der Aufgabenstellung? |
Aber in Aufgabenteil b) ist genau danach gefragt. Stell Dir also die Batterie als ideale Spannungsquelle mit in Reihe liegendem Innenwiderstand vor. An diese Kombination wird der Verbraucherwiderstand Rv angeschlossen. Und nun beantwortest Du alle Fragen nochmal. Und lass' Dich nicht von der Falle in Aufgabenteil c) verwirren. (Es kann allerdings auch sein, dass der Aufgabensteller einen Fehler gemacht hat, weil er möglicherweise etwas anderes meinte).
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 21. Sep 2017 09:51 Titel: |
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Vielleicht wird Dir das Szenario ja durch die folgende Skizze etwas klarer. Gegeben sind U0, Ukl und Rv.
| Beschreibung: |
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| Angeschaut: |
1058 mal |
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Amphibolit
Gast
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| Amphibolit Verfasst am: 21. Sep 2017 11:39 Titel: . |
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Hey, danke für deine Antwort, aber ich kriege das trotzdem nicht hin.
a) ich komm immer noch auf ^{2})/R_{v}) )
Idee dazu: Anfangsspannung minus Spannung am Verbraucher ist gleich der gemessenen Köemmspannung nach Anschluss des Verbrauchers. Die Spannung von dem Innenwidersrand der Batterie ist ja nicht gegeben und  hilft mir auch nicht?
b) Maschenregel: 
c)hier hab ich mir jetzt überlegt, dass die Gesamtleistung gleich Nutzleistung plus Verlustleistung plus die Leistung an dem Innenwidersrand ist? Hab das versucht auszurechnen mit  und  von der Leistung am Innenwidersrand hab ich keine Ahnung...
vielleicht: 
Die Rechnung dazu sieht aber sehr komisch & falsch aus... häng jetzt gerade bei
)/(R_{i} + R_{v}))*U_{0})
hab da auch wieder das Problem wie ich  ausdrücken soll.
d) selbe Ahnungslosigkeit wie ich durch die gegebenen Größen ausdrücken soll...
Ich habe ja auch Lösungen zu der Aufgabe - stimmen die überhaupt?
a) 
《Warum & wie ist die Spannung bei dem Verbraucher gleich der Klemmspannung an der
Batterie? 》
b) weil Spannung am Innenwidersrand und in den Leitungen abfällt. 《Gibt es nicht noch den Spannungsabfall am Verbraucher selber?》
c) 
I = U/R =  《warum ist U hier gleich der Klemmspannung》
 =  / U_{kl})
d) *R_{v})
Das schlimmste an der Aufgabe ist, dass ich theoretisch, falls sie stimmen, die Lösungen have, es aber einfach nicht nachvollziehen kann :/
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 21. Sep 2017 12:40 Titel: |
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| Amphibolit hat Folgendes geschrieben: | | Idee dazu: Anfangsspannung minus Spannung am Verbraucher ist gleich der gemessenen Köemmspannung nach Anschluss des Verbrauchers. |
Schau Dir die Schaltungsskizze nochmal an. Die Batterieklemmen sind die beiden runden Kullerchen, die aus der rot umrandeten Batterie herausragen. Die Spannung zwischen diesen beiden Klemmen wird Klemmenspannung Ukl genannt. Es ist genau die Spannung am Verbraucherwiderstand Rv.
| Amphibolit hat Folgendes geschrieben: | Die Spannung von dem Innenwidersrand der Batterie ist ja nicht gegeben und  hilft mir auch nicht? |
Warum nicht? Die Spannung über dem Innenwiderstand ist laut Maschensatz
wobei U0 und Ukl vorgegeben sind. Und der Strom ist, da es sich um eine Reihenschaltung von Ri und Rv handelt, durch beide Widerstände derselbe, kann also per ohmschem Gesetz am Widerstand Rv bestimmt werden:
| Amphibolit hat Folgendes geschrieben: | | c)hier hab ich mir jetzt überlegt, dass die Gesamtleistung gleich Nutzleistung plus Verlustleistung plus die Leistung an dem Innenwidersrand ist? |
Was ist denn der Unterschied zwischen Verlustleistung und Leistung am Innenwiderstand. Ist das nicht dasselbe?
Im Übrigen: Ich hatte bereits angemerkt, dass es sich bei c) um eine Falle handeln könnte. Denn es ist nach der von der Batterie abgegebenen Leistung gefragt. Die Batterie besteht aus (idealer) Spannungsquelle und Innenwiderstand, ist also der rot umrandete Bereich (siehe Skizze). Die Leistung, die außerhalb der Batterie umgesetzt wird, ist also die von der Batterie abgegebene Leistung und damit genau die unter a) bestimmte Verbraucherleistung.
Vielleicht hat der Aufgabensteller aber auch etwas anderes gemeint. Dann hätte er die Frage anders formulieren müssen. Etwa so: Wie groß ist die gesamte von der (idealen) Spannungsquelle abgegebene Leistung? Oder: Wie groß ist die im ganzen Kreis umgesetzte Gesamtleistung? Die würde sich einfach berechnen lassen zu
Dabei ist U0 gegeben und I bereits weiter oben berechnet worden.
Zu d) Nimm den Widerstand Rv heraus und verbinde die beiden Batterieklemmen widerstandslos (Kurzschluss). Dann liegt die gesamte Quellenspannung U0 am Innenwiderstand Ri. Die Leistung ist dann
U0 ist gegeben und Ri per ohmschem Gesetz berechenbar (s.o.).
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Amphibolit
Gast
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| Amphibolit Verfasst am: 23. Sep 2017 13:38 Titel: |
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Ok, danke Die Aufgaben a) & b) hab ich jetzt verstanden, c) naja, aber egal ^^ bleibt noch ein Problem bei d)
Ich habe mir ein Ersatzschaltbild gezeichnet mit der Spannungsquelle, kurz dahinter den Innenwiderstand und den direkt mit der Spannungsquelle verbunden. Mit der Maschenregel komm ich auf  . (Spannungsanfall = Spannungsabfall) Mit 
Soweit so gut, aber mit der Anwendung der Maschenregel habe ich ein Problem:
mit 
Ri kürzt sich raus & somit habe ich keinen Wert für Ri? Wahrscheinlich mache ich gerade einen richtig dummen Fehler, aber der fällt mir einfach nicht auf :/
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 23. Sep 2017 14:37 Titel: |
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| Amphibolit hat Folgendes geschrieben: | | Ri kürzt sich raus & somit habe ich keinen Wert für Ri? |
Ri ist doch schon zuvor (im Belastungsfall) berechnet worden.
\cdot R_v)
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