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PhysikLKBerlin
Anmeldungsdatum: 02.04.2020
Beiträge: 1
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 PhysikLKBerlin Verfasst am: 02. Apr 2020 17:59 Titel: RCL-Reihenschaltung |
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Meine Frage:
Ein Kondensator mit 47 Mikrofarad, eine Spule mit L=20mH und einem ohmschen Widerstand mit 50 Hz werden in Reihe geschaltet. Es wird eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 50Hz und einer Spannung mit dem Effektivwert von 10V angelegt.
a) Bestimmen Sie zeichnerisch und rechnerisch die Impedanz Z und die Phasenverschiebung p der Schaltung.
b) Berechnen Sie die Effektivwerte I(eff) und die Maximalwerte U(max) und I(Max). Skizzieren Sie den Verlauf von Spannung und Stromstärke der Schaltung.
c) Erläutern Sie, wie sich die Impedanz Z und die Phasenverschiebung p verändern, wenn die Kapazität C des Kondensators vergrößert wird.
Meine Ideen:
Bei a) habe ich für die Impedanz einen Wert von 79,22 Ohm raus und einen Wert von -50,86° für die Phasenverschiebung. Diese Aufgabe wäre also abgehakt.
Bei b) habe ich die Werte für I(eff), I(max) und U(Max) ausgerechnet. U(Max) ist dabei 14,14V groß, I(eff)=0,1262A und I(Max)= 0,178A. Bin jetzt allerdings daran verzweifelt den Verlauf davon zu skizzieren.
Bei c) habe ich leider keinen möglichen Ansatz gefunden. |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1548
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| Nobby1 Verfasst am: 02. Apr 2020 20:49 Titel: |
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Wie hast Du denn Z berechnet? Wie gross sind Xc, XL und R.
Wenn die Impedanz stimmt, dann stimmen Spannung und Ströme.
Im Zeigerbild ist Z die Hypothenuse, R die Ankathete und die Differenz zwischen XL und Xc die Gegenkathete. Der Phasenverschiebungswinkel ist negativ, wenn die kapazitive Komponente überwiegt, positiv wenn die induktive Komponente überwiegt.
Was passiert mit Xc, wenn die Kapazität erhöht wird. |
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PhysikLKBerlin1
Gast
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| PhysikLKBerlin1 Verfasst am: 02. Apr 2020 21:23 Titel: |
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| Nobby1 hat Folgendes geschrieben: | Wie hast Du denn Z berechnet? Wie gross sind Xc, XL und R.
Wenn die Impedanz stimmt, dann stimmen Spannung und Ströme.
Im Zeigerbild ist Z die Hypothenuse, R die Ankathete und die Differenz zwischen XL und Xc die Gegenkathete. Der Phasenverschiebungswinkel ist negativ, wenn die kapazitive Komponente überwiegt, positiv wenn die induktive Komponente überwiegt.
Was passiert mit Xc, wenn die Kapazität erhöht wird. |
Z have ich über die Formel Z= *Wurzel*R^2+(XL-Xc)^2 berechnet. Dabei kam dann der Wert von 79,22 Ohm raus. XL ist dabei 6,2832 Ohm groß und Xc ist 67,73 Ohm groß.
Die Phasenverschiebung habe ich über die Formel tan(p)= (w*L-(1/w*C)/R berechnet. Dabei kam ich auf den Wert -50,86. Wie kann ich allerdings jetzt den Verlauf der Spannung und der Stromstärke der Schaltung darstellen?
Wenn sich die Kapazität vergrößert, so verkleinert sich Xc.
Somit wird die Impedanz größer und der Phasenverschiebungswinkel kleiner, oder? [/latex] |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1548
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| Nobby1 Verfasst am: 02. Apr 2020 21:33 Titel: |
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Die Vorgehensweise ist richtig. Aber wo hast Du den Wert von R her. Der ist in der Aufgabe nicht gegeben.
Ja grösserer C heisst kleineres Xc. Der negative Winkel nähert sich Richtung 0° Bei einem positiven Winkel wird dieser grösser. |
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PhysikLKBerlin2
Gast
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| PhysikLKBerlin2 Verfasst am: 02. Apr 2020 21:43 Titel: |
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| Nobby1 hat Folgendes geschrieben: | Die Vorgehensweise ist richtig. Aber wo hast Du den Wert von R her. Der ist in der Aufgabe nicht gegeben.
Ja grösserer C heisst kleineres Xc. Der negative Winkel nähert sich Richtung 0° Bei einem positiven Winkel wird dieser grösser. |
Oh, scheine ich vergessen haben dazuzuschreiben... R= 50 Ohm, steht in der Aufgabenstellung, Entschuldigung  . |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1548
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| Nobby1 Verfasst am: 02. Apr 2020 21:59 Titel: |
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Ja dann ist ja alles klar.
Für das Zeigerbild zeichnest Du pro 10 Ohm 1cm.
Also 5 cm für den Wirkwiderstand. Dann am Ende im Winkel 90 ° 0,62 cm nach oben., von dem Ende wieder 6,7 cm nach unten. Dieses Ende verbindendest du mit dem Ursprung.
Die Spannungen kann man mit dem ohmschen Gesetz errechnen und dann mit dem gleichen Verfahren zeichnen. 10 V = 10 cm. |
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PhysikLKBerlin3
Gast
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| PhysikLKBerlin3 Verfasst am: 02. Apr 2020 22:34 Titel: |
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Hab ich die Spannung und die Stromstärke nicht oben schon berechnet? Wie mache ich aus diesen Werten ein Zeigerdiagramm? |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1548
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| Nobby1 Verfasst am: 02. Apr 2020 23:00 Titel: |
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Lese meinen vorherigen Thread nochmal.
Du musst alle Spannungen berechnen.Ur, Uxl, Uxc, und Uz
Zuletzt bearbeitet von Nobby1 am 02. Apr 2020 23:05, insgesamt einmal bearbeitet |
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PhysikLK4
Gast
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| PhysikLK4 Verfasst am: 02. Apr 2020 23:04 Titel: |
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| Nobby1 hat Folgendes geschrieben: | | Lese meinen vorherigen Thread nochmal. |
Den habe ich gelesen, aber das beantwortet meine erste Frage noch nicht... habe ich dieser Werte nicht oben schon ausgerechnet? |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1548
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| Nobby1 Verfasst am: 02. Apr 2020 23:08 Titel: |
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Wenn Du alle Werte hast, dann wie bei den Widerständen vorgehen.
1 cm = 1 V |
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