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Gast2020
Gast
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 Gast2020 Verfasst am: 29. März 2020 13:33 Titel: Wechselstromkreis Verständnis Probleme |
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Moin,
da ich im Selbststudium den Wechselstromkreis lernen und anwenden soll.
1.Aufgabe: An eine Wechselspannung U = 230 V und 50 Hz werden drei Kondensatoren mit jeweils 2 mikroF parallel geschaltet. Wie groß ist der Gesamtstrom?
Bei dieser Aufgabe weiß ich allerdings gar nicht wie ich da Vorgehen soll...
2. Aufgabe: Es werden die Kondensatoren C1 = 40 mikroF und C2 = 200 mikroF in Reihe geschaltet und eine Spannung von 110 V angelegt. Ermitteln Sie den Gesamtwiderstand, den durchfliesenden Strom und die Teilspannung bei einer Frequenz von 50 Hz.
Hier, weiß ich allerdings auch nicht weiter. |
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Steffen Bühler
Moderator
Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7241
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| Steffen Bühler Verfasst am: 29. März 2020 14:11 Titel: |
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Die Impedanz eines Kondensators berechnet sich mit  .
Damit müsstest Du weiterkommen, ansonsten melde Dich noch mal.
Viele Grüße
Steffen |
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Gast2020
Gast
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| Gast2020 Verfasst am: 29. März 2020 14:14 Titel: |
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Okay, also diese Formel ist mir durchaus bekannt. Mein Problem dabei ist jetzt, das ich nicht genau weiß, wie ich das mit der paralell Schaltung händeln soll? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 29. März 2020 14:15 Titel: |
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Zu 1)
Ohmsches Gesetz für Wechselstrom:
mit
und
 (Parallelschaltung)
sowie
Zu 2)
Reihenschaltung:
Teilspannungen entweder mit ohmschem Gesetz
und
oder mit kapazitiver Spannungsteilerregel
und
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Gast2020
Gast
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| Gast2020 Verfasst am: 29. März 2020 16:33 Titel: |
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Vielen Dank für deine Antwort GvC.
Allerdings habe ich an paar Fragen:
Für was steht das Formelzeichen "Z"? Bzw. soll das Formelzeichen "Zc" sein? oder soll das bedeuten: "Zc ges."?
Zusätzlich was bedeutet Z ausgeschrieben? Ist das der Scheinwiderstand, oder wie man das genau nennt?
Zur 1. Aufgabe: Da werden ja 3 Kondensatoren paralell geschalten.
Aber warum macht man dann nur Cges = C1 + C2? Und warum auch nur C1 + C2 bei Aufgabe 2 ?
Das wäre echt mega nett, wenn du diese Sachen nochmal ein bisschen erläutern könntest, da das für mich ein bisschen Unverständlich ist. |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1547
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| Nobby1 Verfasst am: 29. März 2020 16:44 Titel: |
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Z ist der gesammte Widerstand auch Scheinwiderstand genannt, der hier sich nur auf die Kapacität bezieht. Es gibt aber Fälle wo Ohmsche Widerstände und Induktivitäten im Stromkreis sind.
Es muss natürlich bei 3 Kondensatoren. Cges. = C1 + C2 + C3 bei der Parralelschaltung und 1/ Cges. = 1/C1 + 1/C2 + 1/ C3 bei einer Reihenschaltung heissen.
Aufgabe 2 hat nur zwei Kondensatoren daher ist die Formel richtig.
Zuletzt bearbeitet von Nobby1 am 29. März 2020 16:55, insgesamt einmal bearbeitet |
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Gast2020
Gast
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| Gast2020 Verfasst am: 29. März 2020 16:50 Titel: |
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Ach so. Vielen Dank nochmal für die Erläuterung!
Dennoch nochmal eine Frage zum "Scheinwiderstand" wo liegt da der Unterschiede zum normalen Widerstand? Und wie ist das Formelzeichen des Scheinwiderstands? |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1547
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| Nobby1 Verfasst am: 29. März 2020 16:57 Titel: |
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Lese hier:
Der Scheinwiderstand Z ergibt sich aus der pythagoräischenn Addition aus Wirkwiderstand R und Blindwiderstand Xl oder Xc.
Siehe hier unter Blindwiderstand
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Blindwiderstand
Zuletzt bearbeitet von Nobby1 am 29. März 2020 17:06, insgesamt 2-mal bearbeitet |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 29. März 2020 17:02 Titel: |
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| Gast2020 hat Folgendes geschrieben: | | Dennoch nochmal eine Frage zum "Scheinwiderstand" wo liegt da der Unterschiede zum normalen Widerstand? |
Scheinwiderstand ist frequenzabhängig, ohmscher Widerstand nicht.
| Gast2020 hat Folgendes geschrieben: | | Und wie ist das Formelzeichen des Scheinwiderstands? |
Ganz allgemein: Z.
Fall das Widerstandselement eine reine Kapazität oder eine reine Induktivität ist, dann ist der Scheinwiderstand ein reiner Blindwiderstand und wird meistens mit dem Formelzeichen X bezeichnet.
Kapazitiver Blindwiderstand
Induktiver Blindwiderstand:
Gemischer Scheinwiderstand (R-L-C-Reihenschaltung):
^2})
@Nobby1
Der Fragesteller hat nicht nach der Impedanz, sondern nach dem Scheinwiderstand gefragt. |
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Gast2020
Gast
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| Gast2020 Verfasst am: 29. März 2020 17:13 Titel: |
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| Nobby1 hat Folgendes geschrieben: | Z ist der gesammte Widerstand auch Scheinwiderstand genannt, der hier sich nur auf die Kapacität bezieht. Es gibt aber Fälle wo Ohmsche Widerstände und Induktivitäten im Stromkreis sind.
Es muss natürlich bei 3 Kondensatoren. Cges. = C1 + C2 + C3 bei der Parralelschaltung und 1/ Cges. = 1/C1 + 1/C2 + 1/ C3 bei einer Reihenschaltung heissen.
Aufgabe 2 hat nur zwei Kondensatoren daher ist die Formel richtig. |
Aber was hier ist korrekt? |
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Gast2020
Gast
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| Gast2020 Verfasst am: 29. März 2020 17:14 Titel: |
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*Ich meine: "Das hier ist aber korrekt?" |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1547
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1547
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| Nobby1 Verfasst am: 29. März 2020 17:17 Titel: |
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| Gast2020 hat Folgendes geschrieben: | | *Ich meine: "Das hier ist aber korrekt?" |
Aber sicher doch. Es gibt auch den Edit Button um eine Aussage zu revidieren. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 29. März 2020 17:45 Titel: |
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| Nobby1 hat Folgendes geschrieben: | | Wobei doch beide Begriffe (Scheinwiderstand,Impedanz) das gleiche bedeuten |
Nein, der Scheinwiderstand ist der Betrag der Impedanz. Die Impedanz ist eine komplexe Größe, der Scheinwiderstand nicht.
In dem zweiten von Dir genannten Link steht zwar, dass Scheinwiderstand und Impedanz dasselbe seien, da steht aber auch noch 'ne Menge anderer Schwachsinn drin (z.B. dass die Impedanz eine komplexe Zahl sei usw.). |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1547
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| Nobby1 Verfasst am: 29. März 2020 18:01 Titel: |
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Unterscheidet man da Zahl mit Grösse populärwissenschaftlich?
Wenn ja ok, . Wenn nein widersprechen sich die Aussagen.
| Zitat: | Die Impedanz ist eine komplexe Größe, der Scheinwiderstand nicht.
Da steht aber auch noch 'ne Menge anderer Schwachsinn drin (z.B. dass die Impedanz eine komplexe Zahl sei usw. |
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Gast2020
Gast
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| Gast2020 Verfasst am: 30. März 2020 11:29 Titel: |
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Vielen Dank nochmal für eure Antworten und Hilfe, ihr habt mir wirklich weiter geholfen, um ein bisschen in dieses Themengebiet rein zu kommen.
Wie rechne ich allerdings hier die Aufgabe? :
Bei welcher Frequenz sind die Blindwiderstände einer Spule mit der Induktivität 3,1mH und einem Kondensator der Kapazität 250 pF gleich?
Wie würde ich da hier vorgehen?
Mal eine andere Frage, wie kann ich hier im Forum Formeln so schreiben wie @GvC ? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 30. März 2020 12:02 Titel: |
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| Gast2020 hat Folgendes geschrieben: | | Wie würde ich da hier vorgehen? |
Das steht doch schon in der Aufgabe: gleiche Blindwiderstände!
Schau mal weiter oben, was Du für XL und XC scheiben kannst.
| Gast2020 hat Folgendes geschrieben: | | Mal eine andere Frage, wie kann ich hier im Forum Formeln so schreiben wie @GvC ? |
Indem Du den Formel-Editor (f(x)-Button) benutzt. Allerdings musst Du die dazu nötige Nomenklatur kennen. Hier findest Du Näheres. |
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Gast2020
Gast
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| Gast2020 Verfasst am: 30. März 2020 17:16 Titel: |
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Okay, bei der Aufgabe muss ich doch dann nach f umformen oder? |
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Gast2020
Gast
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| Gast2020 Verfasst am: 30. März 2020 17:18 Titel: |
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Okay, bei der Aufgabe muss ich doch dann nach f umformen oder? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 30. März 2020 17:27 Titel: |
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| Gast2020 hat Folgendes geschrieben: | | Okay, bei der Aufgabe muss ich doch dann nach f umformen oder? |
Das steht doch ebenfalls in der Aufgabe:
| Gast2020 hat Folgendes geschrieben: | | Bei welcher Frequenz ... |
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Trite
Anmeldungsdatum: 30.12.2019
Beiträge: 68
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| Trite Verfasst am: 30. März 2020 17:28 Titel: |
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Ok. Alles klar.
(Nur als Info ich bin Gast2020, habe mir eben mal einen Account gemacht) |
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Trite
Anmeldungsdatum: 30.12.2019
Beiträge: 68
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| Trite Verfasst am: 31. März 2020 08:51 Titel: |
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Okay. Alles klar, die Aufgabe und weitere Übungsaufgaben liefen ziemlich gut.
Allerdings bin ich jetzt auf zwei weitere Aufgaben gestoßen, wo ich keine Ahnung habe, wie ich da Vorgehen soll.
a. Aufgabe: Durch eine Reihenschaltung aus einem Wirkwiderstand von 10 Ω, einem induktiven Widerstand von 10 Ω und einem kapazitiven Widerstand von 5 Ω fließt ein Strom von 2 A. Die Frequenz beträgt 50 Hz. Berechnen Sie die Teilspannungen, die Gesamtspannung, den Scheinwiderstand sowie die Induktivität und Kapazität! Wie groß ist der Phasenverschiebungswinkel zwischen Spannung und Stromstärke?
b. Aufgabe: Wie groß ist die Kapazität des Kondensators, der mit einem Wirkwiderstand von 100 Ω und einer Induktivität 150 mH parallel geschaltet ist, wenn bei 230 V/50 Hz ein Gesamtstrom von 2,3 A fließt? Wie groß sind die Teilstromstärken? Vergleichen Sie die Gesamtstromstärke mit den Teilstromstärken! |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 31. März 2020 10:42 Titel: |
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@Trite
Vieles von dem, was in den neuen Aufgaben erfragt wird, haben wir hier schon behandelt. Darauf solltest Du Dich beziehen und erstmal anfangen. Deine bisherigen Überlegungen solltest Du hier mitteilen, damit man erkennt, auf welchem Stand Du bist. Lernen heißt eigene Initiative zeigen. |
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Trite
Anmeldungsdatum: 30.12.2019
Beiträge: 68
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| Trite Verfasst am: 31. März 2020 11:24 Titel: |
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Also zu a)
geg. :
R = 10 Ohm
XL = 10 Ohm
Xc = 10 Ohm
I = 2 A
f = 50 Hz
ges. : Uges, U1, U2, U3, Z, L, C
Aufgrund der 50 Hz erkenne ich, dass es sich dabei um einen Wechselstromkreis handelt.
Vermutlich könnte ich zunächst die Teilspannungen und die Gesamtspannung mit folgender Formel berechnen:
R = XL = U / I , das ist für U1, U2
und U3 wäre dann Xc = U / I
Uges = U1 + U2 + U3
wäre das alles bisher so korrekt? |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 31. März 2020 11:37 Titel: |
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| Trite hat Folgendes geschrieben: | | Uges = U1 + U2 + U3 |
Nein, das ist falsch. Richtig wäre
Wenn Du weiter oben in diesem Thread nachschaust, siehst Du, wie sich der Scheinwiderstand Z zusammensetzt. |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 31. März 2020 11:44 Titel: |
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Richtig wäre auch
In Worten:
Die komplexe Gesamtspannung ist gleich der Summe der komplexen Einzelspannungen.
Ich bin allerdings nicht sicher, ob Ihr die komplexe Rechnung oder zumindest die grafische Darstellung von Wechselgrößen (Zeigerbild) bereits durchgenommen habt. |
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Trite
Anmeldungsdatum: 30.12.2019
Beiträge: 68
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| Trite Verfasst am: 31. März 2020 11:45 Titel: |
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Oh stimmt.
Aber dieser Teil hier ist korrekt? :
R = XL = U / I , das ist für U1, U2
und U3 wäre dann Xc = U / I
und ist R = Z ? |
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Trite
Anmeldungsdatum: 30.12.2019
Beiträge: 68
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| Trite Verfasst am: 31. März 2020 11:54 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | Richtig wäre auch
In Worten:
Die komplexe Gesamtspannung ist gleich der Summe der komplexen Einzelspannungen.
Ich bin allerdings nicht sicher, ob Ihr die komplexe Rechnung oder zumindest die grafische Darstellung von Wechselgrößen (Zeigerbild) bereits durchgenommen habt. |
Das haben wir bisher noch nicht durchgenommen... Wir haben ja auch erst vor dieser Auszeit frisch mit dem Wechselstromkreis angefangen. |
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Trite
Anmeldungsdatum: 30.12.2019
Beiträge: 68
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| Trite Verfasst am: 31. März 2020 12:00 Titel: |
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Also ich habe jetzt folgendes gerechnet:
R = XL = U/I
U1 = I * R U1 = 2A * 10 Ohm U1 = 20 V
U2 = I * XL U2 = 2A * 10 Ohm U2 = 20V
U1 = U2
Xc = U/I
U3 = XC * I U3 = 5 Ohm * 2 A U3 = 10 V |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 31. März 2020 12:22 Titel: |
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Richtig. Das ist halt einfach das ohmsche Gesetz: Spannung ist gleich Widerstand mal Strom. |
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Trite
Anmeldungsdatum: 30.12.2019
Beiträge: 68
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| Trite Verfasst am: 31. März 2020 12:33 Titel: |
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Okay. Perfekt. Jetzt habe ich ja U1, U2, U3...
Kann ich da jetzt einfach Uges = I * Z machen?
Und für Z setzt ich einmal R, XL, Xc ein und addiere am Ende die ganzen Ergebnisse zusammen? Oder wie komme ich da jetzt auf Uges? |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1547
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| Nobby1 Verfasst am: 31. März 2020 12:38 Titel: |
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Wie man Z bestimmt steht im neunten Thread. Nicht einfach addieren. Die Widerstände in der Spule/Kondensator stehen senkrecht zum Wirkwiderstand. Pythagoras für das Dreieck anwenden.
Uges. ist dann Z *I |
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Trite
Anmeldungsdatum: 30.12.2019
Beiträge: 68
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| Trite Verfasst am: 31. März 2020 13:01 Titel: |
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Okay stimmt, irgendwie habe ich das übersehen.
Die Teil- und Gesamtspannungen, sowie den Scheinwiderstand Z habe ich jetzt.
Ist es bei der Induktivität L richtig so hier? :
L = XL / (2 * PI * f)
L = 10 Ohm / (2 * PI * 50 Hz)
L = 0,03 H
reicht das bei der Aufgabe so hier? Oder muss ich für den Wirkwiderstand auch nochmal die Induktivität berechnen?
Und wie wäre das jetzt bei Der Kapazität C ?
Da würde ich sicherlich die Formel Xc = 1 / (w * C )
nach C umstellen
w = 2 * PI * f
Also: C = 1 / (w * Xc) |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 31. März 2020 14:00 Titel: |
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| Trite hat Folgendes geschrieben: | | Die Teil- und Gesamtspannungen, sowie den Scheinwiderstand Z habe ich jetzt. |
Wie groß sind denn nun Gesamtspannung und Scheinwiderstand?
| Trite hat Folgendes geschrieben: | L = 0,03 H
reicht das bei der Aufgabe so hier? |
Prinzipiell richtig, aber ein bisschen stark abgerundet.
| Trite hat Folgendes geschrieben: | | Oder muss ich für den Wirkwiderstand auch nochmal die Induktivität berechnen? |
Was meinst Du denn damit? Hier geht es um einzelne ideale Elemente. Der ohmsche Widerstand hat keinen induktiven Anteil.
| Trite hat Folgendes geschrieben: | w = 2 * PI * f
Also: C = 1 / (w * Xc) |
Prinzipiell richtig. Musst Du nur noch ausrechnen.
Für Aufgabe a) fehlt jetzt noch die Phasenverschiebung zwischen Gesamtspannung und Strom.
Du hast noch nicht gesagt, ob Dir die grafische Darstellung von Wechselspannungen und -strömen klar ist (Zeigerbild). So langsam brauchst Du das nämlich.
Zuletzt bearbeitet von GvC am 31. März 2020 14:02, insgesamt einmal bearbeitet |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1547
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| Nobby1 Verfasst am: 31. März 2020 14:01 Titel: |
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Ja so ist richtig. |
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Trite
Anmeldungsdatum: 30.12.2019
Beiträge: 68
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| Trite Verfasst am: 31. März 2020 14:15 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: |
Wie groß sind denn nun Gesamtspannung und Scheinwiderstand?
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Also der Scheinwiderstand Z ~ 11,18 Ohm
Und Uges ~ 22,36 V
Bei der Induktivität habe ich jetzt nochmal neu gerundet.
L = 0,03183 H
Ach so jetzt versteh ich das, d.h. also der einzige Widerstand der Induktivität besitzt ist der induktive Widerstand, wie es der Name schon sagt ?
Also wäre dann die Kapazität C schlussendlich C = 1 / (2 * PI * 50 Hz * 5 Ohm)
C = 0,000636 F = 6,36 * 10^-4 F
Die grafische Darstellung von Wechselspannungen und Strömen (Zeigerbild) ist mir noch nicht bekannt.
Ich habe nur in meinem Tafelwerk eine Formel für die Phasenverschiebung in der Reihenschaltung gefunden, die lautet: tan Phi = (XL - Xc) / R
Und wenn ich das berechne komme ich auf Phi = 26,656° |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1547
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| Nobby1 Verfasst am: 31. März 2020 14:19 Titel: |
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Im Phasenwinkel ist ein Zahlendreher drin.
Kondensator und Spule stimmen. Den Kondensator würde man mit der Einheit µF angeben. Also 637 µF.
Genormte Baugröße ist 630 µF.
Zuletzt bearbeitet von Nobby1 am 31. März 2020 14:32, insgesamt einmal bearbeitet |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 31. März 2020 14:32 Titel: |
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| Trite hat Folgendes geschrieben: | Also der Scheinwiderstand Z ~ 11,18 Ohm
Und Uges ~ 22,36 V |
Richtig.
| Trite hat Folgendes geschrieben: | Bei der Induktivität habe ich jetzt nochmal neu gerundet.
L = 0,03183 H
...
C = 0,000636 F = 6,36 * 10^-4 F |
Richtig. Aber üblicherweise schreibt man das mit den international festgelegten Präfixen
und
| Trite hat Folgendes geschrieben: | | Die grafische Darstellung von Wechselspannungen und Strömen (Zeigerbild) ist mir noch nicht bekannt. |
Das müsstest Du Dir so langsam mal im Lehrbuch oder auf Anfängerseiten im Internet anschauen. Sonst verstehst Du das nämlich mit dem Winkel nicht. Und auch der Übergang zur Darstellung im Komplexen ist dann nicht verständlich. Denn letztlich ist die "komplexe Rechnung" das A und O in der Wechelstromlehre.
| Trite hat Folgendes geschrieben: | Ich habe nur in meinem Tafelwerk eine Formel für die Phasenverschiebung in der Reihenschaltung gefunden, die lautet: tan Phi = (XL - Xc) / R
Und wenn ich das berechne komme ich auf Phi = 26,656° |
Wie gesagt, das musst Du jetzt nur noch verstehen.
EDIT: Flüchtigkeitsfehler Kapazitäts-Einheit nach Hinweis von Trite korrigiert.
Zuletzt bearbeitet von GvC am 31. März 2020 16:03, insgesamt einmal bearbeitet |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1547
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| Nobby1 Verfasst am: 31. März 2020 14:34 Titel: |
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Die 637 µH sind vermutlich ein Schreibfehler.
Der Winkel Phi = 26,565 °
Zuletzt bearbeitet von Nobby1 am 31. März 2020 14:35, insgesamt einmal bearbeitet |
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Trite
Anmeldungsdatum: 30.12.2019
Beiträge: 68
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| Trite Verfasst am: 31. März 2020 14:35 Titel: |
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Ja tatsächlich habe ich einen Zahlendreher beim Phasenwinkel gemacht. Es sind 26,565°
Also beim Scheinwiderstand rechne ich: Z = Wurzel(10 Ohm ² + (10 Ohm - 5 Ohm)²)
Und dann bei Uges = 2 * 11,18 Ohm |
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