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BigFatMum
Anmeldungsdatum: 28.01.2020
Beiträge: 12
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 BigFatMum Verfasst am: 28. Jan 2020 16:18 Titel: Berechnung der Kapazität eines Kondensators |
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Meine Frage:
Eine Spule mit L = 0,44H und dem ohmschen Widerstand R=500Ohm wird mit einem Kondensator in Reihe an eine Spannungsquelle Ueff= 16V geschaltet. Bei einer Frequenz f0 = 350Hz ist die Stromstärke im Stromkreis maximal.
a) berechnen sie die Kapazität des Kondensators
Meine Ideen:
Hallo, wir kommen schon bei der ersten Teilaufgabe nicht weiter. Wir hatten die Idee folgende Formel zu benutzen: C= Q/U = e x a/d
Da wir aber nicht die benötigten Werte haben, kommen wir hier nicht weiter. Ist unser Ansatz falsch oder haben wir hier etwas missachtet? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 28. Jan 2020 16:26 Titel: |
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Willkommen im Physikerboard!
Das ist ein Reihenschwingkreis, der bekanntlich bei Resonanz den geringsten Widerstand hat. Hilft Dir das weiter?
Viele Grüße
Steffen |
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Tesla2
Anmeldungsdatum: 16.05.2018
Beiträge: 30
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| Tesla2 Verfasst am: 17. Feb 2020 16:53 Titel: Hallo |
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Bei einem Resonanzfall ist die Stromstärke Maximal da die Impedanz dem Widerstand gleich wäre (Z =R, hier in diesem Falle wäre die Stromstärke 16V/500 Ohm = 32 mA) somit wäre der induktive Widerstand dem kapazitiven Widerstand gleich (Xc = XL), Blindwiderstand = 0
Xc = XL
1/(2xPixfxC) = 2xPixfxL ergibt
C = 1/(4xPi²xf²xL)
C = 1/(4*3,14*3,14*350*350*0,44)
C = 4,70 x 10 exp (-07) = 0,47 mikro Farad |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 17. Feb 2020 17:19 Titel: |
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Genau so ist es!
Viele Grüße
Steffen |
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Tesla2
Anmeldungsdatum: 16.05.2018
Beiträge: 30
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| Tesla2 Verfasst am: 17. Feb 2020 22:17 Titel: Hallo Steffen |
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Danke für Dein Feedback !
Viele Grüße
Tesla |
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BigFatMum
Anmeldungsdatum: 28.01.2020
Beiträge: 12
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| BigFatMum Verfasst am: 19. Feb 2020 12:52 Titel: |
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Danke für die Hilfe, Leute. Sorry, für die lange Abstinenz. Ich war noch mit meinen anderen Klausuren beschäftigt.
Der Tipp mit dem Reihenschwingkreis hat sehr geholfen. Genau wie Tesla hab ich die Formel für die Frequenz genommen und nach der Kapazität aufgelöst.
Ich hätte jetzt eine Frage zur nächsten Teilaufgabe, die besagt: “Bestimmen sie die Effektivwerte der Teilspannungen an Kondensator und Spule für f0.“
Hier bin ich auf die Formel Uc(t) = Q(t)/C gekommen, bei der Q = 1/R x Wurzel(L/C) ist.
Mir fehlt nur UL(t) und ist das überhaupt der richtige Ansatz?
Viele Grüße ist das überhaut der richtige Ansatz?
viele Grüße |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 19. Feb 2020 13:14 Titel: |
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| BigFatMum hat Folgendes geschrieben: | | Viele Grüße ist das überhaut der richtige Ansatz? |
Nein, ganz und gar nicht. Du verwechselst hier die Kondensatorladung Q mit dem Gütefaktor des Reihenresonanzkreises, der unglücklicherweise ebenfalls mit dem Buchstaben Q bezeichnet wird.
Der richtige Ansatz wäre hier derselbe wie im ersten Aufgabenteil, dass nämlich die Beträge der beiden Blindwiderstände gleich sind. Wenn durch betragsmäßig gleiche Widerstände derselbe Strom fließt, muss an beiden Widerständen auch die betragsmäßig gleiche Spannung abfallen. Die lässt sich mit Hilfe des Stromes per ohmschem Gesetz bestimmen. Fragt sich nur, wie groß der Strom ist. Der bestimmt sich ebenfalls per ohmschem Gesetz aus Gesamtspannung durch Gesamtwiderstand. Wie groß ist denn der Gesamtwiderstand im Resonanzfall? |
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BigFatMum
Anmeldungsdatum: 28.01.2020
Beiträge: 12
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| BigFatMum Verfasst am: 19. Feb 2020 13:23 Titel: |
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der Gesamtwiderstand im Resonanzfall wird nicht angegeben. Es sind nur die Werte vorgegeben, die ich bereits genannt habe. |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 19. Feb 2020 13:29 Titel: |
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Lies Dir mal die Antwort von Kollege Tesla, der Dir ja schon netterweise im ersten Teil ausführlich geholfen hat, genauer durch. (Ich hatte übrigens gedacht, das sei Deine Antwort, daher hab ich seine Komplettlösung nicht gelöscht.) |
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BigFatMum
Anmeldungsdatum: 28.01.2020
Beiträge: 12
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| BigFatMum Verfasst am: 19. Feb 2020 14:25 Titel: |
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Habe ich das richtig verstanden? Dadurch, dass wir jetzt den selben Strom haben, können wir das I für beide Bauteile benuten.
wende ich dann diese Formeln hier an ?
w = 2 pi f
Ur= IR
Ul= IwL
Uc= I/wC
Physik ist nicht meine Stärke  |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 19. Feb 2020 14:31 Titel: |
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Deine Formeln stimmen! |
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BigFatMum
Anmeldungsdatum: 28.01.2020
Beiträge: 12
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| BigFatMum Verfasst am: 19. Feb 2020 14:39 Titel: |
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vielen Dank für eure Hilfe und nochmal ein dickes Dank an ihnen Herr Bühler! Bei der nächsten Aufgabe wird ein weiterer Widerstand hinzugeschaltet (200 Ohm) .
Müsste ich dann 700 ohm/ 16V rechnen, damit ich die neue Stromstärke berechnen kann? Oder gibts hier wieder was zu beachten?
und kann man sich merken, dass bei dem Schwingkreis XL und XR immer Null sind? |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 19. Feb 2020 14:55 Titel: |
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| BigFatMum hat Folgendes geschrieben: | | Müsste ich dann 700 ohm/ 16V rechnen, damit ich die neue Stromstärke berechnen kann? |
Falls Du damit  meinst, ja.
| BigFatMum hat Folgendes geschrieben: | | kann man sich merken, dass bei dem Schwingkreis XL und XR immer Null sind? |
Du meinst wahrscheinlich  statt  .
 und sind bei Resonanz gleich, nicht Null. Bei anderen Frequenzen haben sie unterschiedliche Werte. |
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BigFatMum
Anmeldungsdatum: 28.01.2020
Beiträge: 12
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| BigFatMum Verfasst am: 19. Feb 2020 15:12 Titel: |
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genau, haha.
Und wann weiß ich, wann die Resonanz gleich ist? Wenn wir eine Schaltung von R L und C haben (also einen Schwingkreis?) |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 19. Feb 2020 15:19 Titel: |
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| BigFatMum hat Folgendes geschrieben: | | Bei der nächsten Aufgabe wird ein weiterer Widerstand hinzugeschaltet (200 Ohm) . |
In Reihe oder parallel zur ursprünglichen Reihenschaltung? Oder vielleicht nur parallel zu R, L oder C? Und was soll dann im nächsten Aufgabenteil bestimmt werden?
Eine vollständige Aufgabenstellung, möglichst mit Schaltungsskizze, wäre wünschenswert. |
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BigFatMum
Anmeldungsdatum: 28.01.2020
Beiträge: 12
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| BigFatMum Verfasst am: 19. Feb 2020 15:21 Titel: |
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@GVC
Nun wird zusätzlich ein Ohmscher Widerstand (R= 200 Ohm) mit der Spule und dem Kondensator in Reihe geschaltet
d) wie groß ist die Stromstärke jetzt |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7244
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| Steffen Bühler Verfasst am: 19. Feb 2020 15:22 Titel: |
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Nicht die Resonanz ist gleich, sondern bei Resonanz sind die beiden Blindwiderstände gleich! Also ist dann, wie der eifrige Kollege ja bereits schrieb,
Wenn man zwei der drei Unbekannten kennt (in der Aufgabe waren das L und f), kann man so die dritte ausrechnen. |
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BigFatMum
Anmeldungsdatum: 28.01.2020
Beiträge: 12
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| BigFatMum Verfasst am: 19. Feb 2020 15:36 Titel: |
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Alles klar ! |
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