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Elect-Rick
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Beiträge: 56
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 Elect-Rick Verfasst am: 12. Mai 2021 16:12 Titel: Leistungsberechnung und Leistungsanpassung |
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Hallo zusammen,
stehe vor einem Problem:
Berechnen Sie die dann in der Spannungsquelle Uq des Originalnetzwerks umgesetzte Leistung.
Habe erstmal den Strom I_Uq berechnet:
Uq / 2R = 1,5 A
Der Strom müsste doch der selbe sein, da die 2R (R +R) links parallel zur Spannungsquelle liegen. Dann komme ich auf die Leistung:
P_uq = Uq * I_uq = 30 V * 1,5 A = 45 Watt.
Das ist laut Lösung aber falsch, es sollen 135 W an der Quelle umgesetzt werden. Wie kommt man dahin?
Zweite Frage:
Beim Überlagerungsverfahren, wenn nur die Quelle Iq aktiv ist und Uq kurzgeschlossen ist. Dann kann man die oberen beiden Widerstände, R + R doch einfach ignorieren, weil sie ja überbrückt sind (Strom nimmt den Weg des geringsten Widerstandes)?
Und Zusatzfrage:
Was passiert bei einer Leistungsanpassung (z.B. an einem Verbraucherwiderstand Rv) mit der Formel
P_vmax = Uqe^2 / 4*Rie
und wozu ist das ganze gut?
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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| schnudl Verfasst am: 12. Mai 2021 18:05 Titel: |
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| Zitat: | Habe erstmal den Strom I_Uq berechnet:
Uq / 2R = 1,5 A |
Wie kommst du auf das? Die Spannungsquelle ist doch nicht (nur) mit 20 Ohm belastet! Deine Annahme, wonach es reicht, bloß die beiden in Serie liegenden Widerstände zu berücksichtigen, ist einfach falsch - es gibt ja auch noch den "Rest", der natürlich was ausmacht.
Schau es dir mal näher an; ich komme auf I_Uq=3.5A (vom "Rest" kommen noch 2A dazu)
| Zitat: | | Das ist laut Lösung aber falsch, es sollen 135 W an der Quelle umgesetzt werden. |
Ich komme auf 3.5A*30V = 105W, nicht 135W. Die "Lösung" kann daher nicht stimmen...
| Zitat: | | Beim Überlagerungsverfahren, wenn nur die Quelle Iq aktiv ist und Uq kurzgeschlossen ist. Dann kann man die oberen beiden Widerstände, R + R doch einfach ignorieren, weil sie ja überbrückt sind (Strom nimmt den Weg des geringsten Widerstandes)? |
ja, so ist es.
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
Zuletzt bearbeitet von schnudl am 12. Mai 2021 21:04, insgesamt einmal bearbeitet |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1548
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| Nobby1 Verfasst am: 12. Mai 2021 18:52 Titel: |
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Zu den 3,5 A kommen noch 1 A aus der Stromquelle dazu, was 4,5 A macht.
30V x 4,5 A = 135 W
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
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| schnudl Verfasst am: 12. Mai 2021 18:57 Titel: |
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| Nobby1 hat Folgendes geschrieben: | Zu den 3,5 A kommen noch 1 A aus der Stromquelle dazu, was 4,5 A macht.
30V x 4,5 A = 135 W |
Nein, die 2A berücksichtigen die Stromquelle schon.
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1548
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| Nobby1 Verfasst am: 12. Mai 2021 19:04 Titel: |
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Die 2A ergeben sich doch aus 20 V/ 10ohm aus 2 x 2R parallel.
Die 20 V aus der Umwandlung der Stromquelle in die Spannungsquelle zu 10 V. Dort befindet sich doch ein Knoten der die 2A und 1 A zu 3 A erhöht und dann halt die vorher ausgerechneten 1,5 A aus der Reihenschaltung ergibt 4,5 A
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
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| schnudl Verfasst am: 12. Mai 2021 20:29 Titel: |
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@Nobby1: Man kann die Stromquelle (so wie du meintest) in eine Spannungsquelle umwandeln; man landet dann bei der vereinfachten Schaltung ganz rechts:
Und da kommen 3.5A heraus und somit eine Leistung der Spannungsquelle von 105W.
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Nobby1
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Beiträge: 1548
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| Nobby1 Verfasst am: 12. Mai 2021 20:52 Titel: |
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Ja das macht Sinn oder wohl doch nicht.
Zuletzt bearbeitet von Nobby1 am 12. Mai 2021 22:51, insgesamt einmal bearbeitet |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1548
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| Nobby1 Verfasst am: 12. Mai 2021 22:25 Titel: |
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Nochmal ein Einwand. Die Leistung lässt sich durch P = I^2* R berechnen.
Im linken Strang hat man (1,5 A)^2 × 20 Ohm= 45 W und im rechten
Strang (2A)^2 *20 Ohm = 80 W was in Summe 125 W macht.
Das gleiche kommt raus wenn man links P = U*I
P = 30 V × 1,5 A = 45 W und rechts P = 40 V * 2 A = 80 W was auch in Summe 125 W ergibt.
Wo ist jetzt hier der Fehler?
Mit P = U* I durch die Zelle ergibt 30 V * 3,5 A = 105 W
Aber wurde die andere Zelle nicht vergessen 10 V * 2 A = 20 W
Die Summe ist wieder 125 W
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schnudl
Moderator
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Nobby1
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| Nobby1 Verfasst am: 13. Mai 2021 08:56 Titel: |
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Das muss ich jetzt nicht mehr verstehen.
Es muss doch wohl gelten abgegebene Leistung = aufgenommene Leistung. Und eine Spannungsquelle zu einer transferrieten Stromquelle müssen doch eben bürtig sein. Sonst gilt das ganze nicht und es kommen irgendwo Funken raus.
| Zitat: | Gleich sind nur die an den Klemmen abgegebenen Leistungen.
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Gilt ja offensichtlich an den beiden Schaltbildern nicht.
Im linken Bild haben wir einen offenen Stromkreis, da kann natürlich keine Leistung abgegeben werden da I = 0 A. Müsste man die Spannungsquelle und Stromquelle nicht belasten. Wenn man je einen Lastwiderstand anschließt. Sagen wir 1 Ohm. Ergeben sich auf der linken Seite dann (1V)^2 / 2 ohm = 0,5 W. Auf der rechten Seite durch die Parralelschaltung hat man 0,5 Ohm. Mit dem Strom dieser Stromquelle von 1 A dann eben auch 0,5 W .
Wenn man die nichtbelasteten Quellen betrachtet hat man meines Wissens bei der Stromquelle 0V, was auch zu 0W führt.
Spannungsqelle Spannung kein Strom und Stromquelle Strom aber keine Spannung. War das nicht so?
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schnudl
Moderator
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
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| Nobby1 Verfasst am: 13. Mai 2021 10:14 Titel: |
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Ich hoffe der TES meldet sich nochmal und gibt die Lösungsberechnung wieder.
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
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| schnudl Verfasst am: 13. Mai 2021 10:19 Titel: |
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| Zitat: | Ich hoffe der TES meldet sich nochmal und gibt die Lösungsberechnung wieder.
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das ist leider oft nicht der Fall...es änderte aber nichts an den Tatsachen 
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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Nobby1
Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1548
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| Nobby1 Verfasst am: 13. Mai 2021 10:35 Titel: |
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An den Tatsachen nichts. Aber wir hatten von 45 W bis135 W alles mögliche.
Ich meinte mit links und rechts die letztlich gezeichneten Schaltbilder.
Links 0 W keine Frage aber rechts auch 0W. Da ja die Stromquelle eine Blackbox ist. Das 1 W innen drin interessiert nicht. Da an den Klemmen 0 V sind gibt's auch unbelastet keine Leistung.
Belastet kommen bei beiden die gleichen Leistungen raus.
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
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| schnudl Verfasst am: 13. Mai 2021 10:46 Titel: |
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| Nobby1 hat Folgendes geschrieben: |
Belastet kommen bei beiden die gleichen Leistungen raus. |
ja, genau um das geht es.
Möglicherweise unterschlägt der Fragesteller ein Detail, das sich aus der Vorgeschichte der Aufgabe ergibt.
In dieser Schaltung liefert die linke Spannungsquelle eine Klemmleistung von 105W. Da kann man nicht drüber diskutieren - es ist ein Faktum. Ob es wirklich um die Klemmleistung geht, weiß ich aber nicht. Es heißt ja
| Zitat: | | Berechnen Sie die dann in der Spannungsquelle Uq des Originalnetzwerks umgesetzte Leistung. |
ich interpretiere das so:
| Zitat: | | Berechnen Sie die dann die an den Klemmen der Spannungsquelle Uq des Originalnetzwerks abgegebene Leistung. |
Das Wort "dann" impliziert für mich, dass wir nicht alles wissen und es somit einen vorangegangenen Teil gibt, von dem wir aber nichts wissen. Hier ist der Fragesteller am Zug.
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
Zuletzt bearbeitet von schnudl am 13. Mai 2021 11:02, insgesamt einmal bearbeitet |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 13. Mai 2021 11:06 Titel: |
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Ich möchte daran erinnern, dass laut hier vorgelegter Aufgabenstellung die in der Spannungsquelle umgesetzte Leistung zu berechnen ist. Und die ist, wenn ich das richtig sehe, 120W, sofern die Klemmen a-b nicht belastet sind.
Stutzig mach mich das Wörtchen "dann" in
| Elect-Rick hat Folgendes geschrieben: | | Berechnen Sie die dann in der Spannungsquelle Uq des Originalnetzwerks umgesetzte Leistung. |
Offenbar ist hier der Anpassungsfall gemeint, also die Belastung der Klemmen a-b mit dem Innenwiderstand der Ersatzquelle bzgl. der Kelmmen a-b. Denn dann wird in der Spannungsquelle tatsächlich eine Leistung von 135W umgesetzt.
Leider kranken die Fragestellungen in diesem Forum (genauso wie in anderen Foren) daran, dass die Fragesteller häufig nur verstümmelte oder falsche Aufgabenstellungen wiedergeben. Das liegt wiederum daran, dass wesentliche Informationen nicht erkannt werden. Aus gegebenem Anlass appelliere ich dehalb hier noch einmal an alle Hilfesuchenden, alle Informationen aus einer Aufgabe zur Verfügung zu stellen oder notfalls die gesamte Aufgabe vorzugsweise im originalen Wortlaut abzuschreiben.
EDIT: schnudl hat das mittlerweile auch erkannt. Ich hätte auch nichts Anderes von ihm erwartet.
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schnudl
Moderator
Anmeldungsdatum: 15.11.2005
Beiträge: 6979
Wohnort: Wien
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| schnudl Verfasst am: 13. Mai 2021 11:16 Titel: |
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@gvc: ja, das macht Sinn. So ist es gemeint. Leistungsanpassung steht zwar im Titel, aber klar war das für mich nicht automatisch 
Übrigens ist die umgesetzte Leistung der Spannungsquelle bei offenen Klemmen a,b 105W, nicht 120W. Aber das ist jetzt egal, nachdem sich das Geheimnis gelüftet hat.
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe)
Zuletzt bearbeitet von schnudl am 13. Mai 2021 11:35, insgesamt 4-mal bearbeitet |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 13. Mai 2021 11:20 Titel: |
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| Elect-Rick hat Folgendes geschrieben: | Und Zusatzfrage:
Was passiert bei einer Leistungsanpassung (z.B. an einem Verbraucherwiderstand Rv) mit der Formel
P_vmax = Uqe^2 / 4*Rie |
Mit der Formel passiert überhaupt nichts. Sie beschreibt lediglich die Verbraucherleistung im Anpassungsfall.
| Elect-Rick hat Folgendes geschrieben: | | ... und wozu ist das ganze gut? |
Um die in einem Verbraucherwiderstand maximal umsetzbare Leistung zu bestimmen.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 13. Mai 2021 12:38 Titel: |
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| schnudl hat Folgendes geschrieben: | | Übrigens ist die umgesetzte Leistung der Spannungsquelle bei offenen Klemmen a,b 105W, nicht 120W. |
Ich glaube nicht, dass das stimmt. Denn die in der Spannungsquelle umgesetzte Leistung ist
wobei I der Strom durch die Spannungsquelle (von unten nach oben) ist. Der ergibt sich nach Überlagerungssatz zu
und demzufolge
Das ist zwar, wie Du sagst, für diese Aufgabe egal. Aber unsere Diskussion wird später möglicherweise auch von anderen Forenteilnehmern gelesen, und da stiften unterschiedliche Ergebnisse nur unnötige Verwirrung.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 13. Mai 2021 14:22 Titel: |
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| GvC hat Folgendes geschrieben: | | Offenbar ist hier der Anpassungsfall gemeint, also die Belastung der Klemmen a-b mit dem Innenwiderstand der Ersatzquelle bzgl. der Kelmmen a-b. Denn dann wird in der Spannungsquelle tatsächlich eine Leistung von 135W umgesetzt. |
Da habe ich mich wohl geirrt. Die 135W wären der Leistungsumsatz bei einer Belastung mit R an den Klemmen a-b. Der Anpassungsfall wäre aber bei einer Belastung mit R/2. Denn das ist der Innenwiderstand der Ersatzquelle. Oder habe ich mich schon wieder geirrt?
In jedem Fall qäre es ausgesprochen wünschenswert, wenn der TE mal die komplette Aufgabenstellung posten würde.
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