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Kapazität im Schaltkreis
 
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juliet4815



Anmeldungsdatum: 31.01.2022
Beiträge: 26

Beitrag juliet4815 Verfasst am: 06. Mai 2022 14:03    Titel: Kapazität im Schaltkreis Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Berechnen Sie die Gesamtkapazität der abgebildeten Schaltung in Vielfachen von C.

Bild siehe Anhang.

Meine Ideen:
Bei Parallelschaltungen von Kondensatoren addieren sich die Kapazitäten, während sich bei Reihenschaltungen die Kehrwerte der Kapazitäten addieren.
Ich weiß nur nicht so recht, in welcher Reihenfolge man hier vorgeht, bzw. welche Kondensatoren nun in welchem Verhältnis zueinander stehen, besonders auch die Diagonalen.
Schon einmal vielen Dank smile



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masterpie



Anmeldungsdatum: 13.11.2019
Beiträge: 406

Beitrag masterpie Verfasst am: 06. Mai 2022 17:28    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo @juliet4815,

als erstes würde ich mir die Schaltung umzeichnen, so daß ich sehen kann, welche C´s in Reihe und welche wo parallel geschaltet sind. Das muss nicht in einem Umzeichnungsschritt funktionieren. Ich habe hier zweimal umgezeichnet und dann folgende Anordnung bekommen (von links nach rechts betrachtet):

C = ( C || C || ( C = ( C || ( C || ( C = C ))))

C = ... liegt in Reihe mit ...

C || ... liegt parallel zu ...

Zeichne mal aus der obigen symbolischen Darstellung die Schaltung neu und stelle sie hier wieder ein. Ich schaue, ob alles richtig umgesetzt wurde.
Danach kann Du die Kondensatoren zu einem Gesamtwert berechnen. Bei mir kam heraus: Gesamtkapazität = ( 13 / 18 ) C .

Hinweis: Zwei C in Reihe ergibt Gesamtkapazität von C/2 .

Viel Spaß, Masterpie

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Kurt



Anmeldungsdatum: 20.06.2021
Beiträge: 748
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Beitrag Kurt Verfasst am: 06. Mai 2022 20:23    Titel: Antworten mit Zitat

masterpie hat Folgendes geschrieben:
Hallo @juliet4815,

als erstes würde ich mir die Schaltung umzeichnen, so daß ich sehen kann, welche C´s in Reihe und welche wo parallel geschaltet sind.


Hilfreich wäre wohl auch eine Nummerierung der Cs und die festlegung eines Bezugspunktes.

Kurt

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masterpie



Anmeldungsdatum: 13.11.2019
Beiträge: 406

Beitrag masterpie Verfasst am: 06. Mai 2022 20:37    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn eine Nummerierung notwendig wäre, hätte man diese in der Aufgabenstellung vorgenommen. Da alle Kondensatoren den gleichen Wert haben, ist das aber nicht erforderlich. Man will mit gleicher Bezeichnung für alle Kondensatoren, die Gleichheit dieser ausdrücken.

Einen Bezugspunkt braucht man auch nicht. Links die beiden Kreise an den Drähten sind die Anschlüsse des Schaltkreises, dessen Gesamtkapazität ermittelt werden soll. Wenn ich diese messen wöllte, dann würde ich mein Kapazitätsmeßgerät genau an diese beiden Punkte anschließen.

Gilt auch, wenn ich den Wert nur eines Kondensators messen wöllte oder den Wert eines Widerstandes oder einer Induktivität. Diese Bauelemente haben alle zwei Anschlüsse, die ich beliebig vertauschen kann, wenn ich die Größe des jeweiligen Bauelementes messen will. Einen Bezugspunkt braucht man da nicht.

Schönes Wochenende, Masterpie

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Kurt



Anmeldungsdatum: 20.06.2021
Beiträge: 748
Wohnort: Bayern

Beitrag Kurt Verfasst am: 06. Mai 2022 21:00    Titel: Antworten mit Zitat

masterpie hat Folgendes geschrieben:
Wenn eine Nummerierung notwendig wäre, hätte man diese in der Aufgabenstellung vorgenommen. Da alle Kondensatoren den gleichen Wert haben, ist das aber nicht erforderlich.
Man will mit gleicher Bezeichnung für alle Kondensatoren, die Gleichheit dieser ausdrücken.

Das ist schon klar, ev wäre, ich hoffe das ich das sagen darf, eine Hilfe beim Umzeichnen und bringt Übersicht. (gerade für Leute die die Schalung nicht auf den ersten Blick durchschauen.
Es lassen sich nämlich dann die "vereinten" Cs einfach aus der Nummeriererei rausnehmen oder Nummernmässig zusammenfassen.


masterpie hat Folgendes geschrieben:

Einen Bezugspunkt braucht man auch nicht. Links die beiden Kreise an den Drähten sind die Anschlüsse des Schaltkreises, dessen Gesamtkapazität ermittelt werden soll. Wenn ich diese messen wöllte, dann würde ich mein Kapazitätsmeßgerät genau an diese beiden Punkte anschließen.


Und auch da halte ich es für sinnvoll einen "Anfänger" gleich daran zu gewöhnen das der Bezug, meisst eine Linie, unten ist und der Längs-C oben.
Das erlaubt die Schaltung auf einen Blick, wärend/nachdem die Vereinfachungen Schritt für Schritt erledigt werden/sind, zu erkennen.

Kurt

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masterpie



Anmeldungsdatum: 13.11.2019
Beiträge: 406

Beitrag masterpie Verfasst am: 06. Mai 2022 21:11    Titel: Antworten mit Zitat

Wenn sich @juliet4815 nochmal zum Thema äußert, dann kannste gern behilflich sein.

Von mir aus ziehe Bezugslinien wo und wie Du willst. Ich versuche nur immer, die Dinge nicht komplizierter zu machen, als sie sind. Wichtiger ist, sich auf das Wesentlich zu konzentrieren. Am Ende sollte nur immer das richtige Ergebnis heraus kommen und das in einer für den Chef auch akzeptablen Zeit.

Gruß, Masterpie

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juliet4815



Anmeldungsdatum: 31.01.2022
Beiträge: 26

Beitrag juliet4815 Verfasst am: 06. Mai 2022 23:05    Titel: Antworten mit Zitat

hey, schonmal vielen Dank euch beiden.
@masterpie Ich habe mal versucht deine Darstellung als Schaltskizze aufzuzeichnen und direkt mal versucht nachzurechnen, leider (aber nicht gerade erstaunlich) komme ich auf ein falsches Ergebnis. Im Anhang füge ich das Bild ein.
Ich habe mal versucht nachzuvollziehen, wie genau man erkennen kann, wie was verschaltet ist, jedoch habt ihr eindeutig Recht damit, dass das für einen Anfänger ziemlich verwirrend ist, ich kann gar nicht richtig zuordnen, wie welche Verbindungslinien zu verstehen ist, das Dreieck unten rechts, finde ich, verstehe ich mit am besten, zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren, in einer Parallelschaltung mit zwei anderen, nun wird es schwieriger, vor allem die erste Diagonale ...



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Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1544

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 06. Mai 2022 23:22    Titel: Antworten mit Zitat

Dein Bild ist falsch. Als Ergebnis kommen 0,722* C raus.

Mit deinen Bezeichnungen ist es folgendermassen.

C1 liegt in Reihe mit dem restliche Netzwerk.
Dieses besteht aus einer Paralelschaltung von C2 und C3 zu diesen liegt in Reihe C4 und dann folgt eine weitere Parallelschaltung bestehen aus C5 und einer Reihenschaltung von C6 und C7.
Nun dröselt man rückwärts auf.
C6 und C7 in Reihe ergeben 0,5 C parallel mit C5 sind das 1,5 C, in Reihe mit C4 dann 0,6 C, dazu parallel C2 und C3 ergeben 2,6 C und C1 in Reihe dann 0,7222 C
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3388

Beitrag ML Verfasst am: 06. Mai 2022 23:51    Titel: Re: Kapazität im Schaltkreis Antworten mit Zitat

Hallo,

im Anhang habe ich das Bild umgezeichnet.

Zur Berechnung fängst Du von rechts nach links an zu denken.
Bei einer Parallelschaltung addierst Du die Kapazitäten.
Bei einer Reihenschaltung rechnest Du "Produkt durch Summe".

C6 in Reihe mit C7 ergibt ---> C/2
C/2 || C5 ergibt ---> 3/2 C
3/2 C in Reihe mit C ---> 3/2 C²/(5/2 C) = 3/5 C
3/5 C || C2 || C3 ---> 13/5 C
13/5 C in Reihe mit C ---> (13/5 C²)/(18/5 C) = 13/18 C = 0,722 C.

Ich komme nach Korrektur auf das gleiche Ergebnis wie Nobby.

Viele Grüße
Michael



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Zuletzt bearbeitet von ML am 06. Mai 2022 23:56, insgesamt 2-mal bearbeitet
juliet4815



Anmeldungsdatum: 31.01.2022
Beiträge: 26

Beitrag juliet4815 Verfasst am: 06. Mai 2022 23:52    Titel: Antworten mit Zitat

Ok vielen Dank! Ich versuche es morgen dann noch einmal und schaue, ob es klappt, jetzt gehe ich erstmal schlafen xD

@Michael ohh vielen Dank! Das ist jetzt zusätzlich mit eurer Erklärung gut verständlich :)
Mir fällt nur auf, dass ihr, glaube ich, auf unterschiedliche Ergebnisse kommt, das schaue ich mir morgen dann mal genau an. Vielen Dank nochmal!
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1544

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 06. Mai 2022 23:56    Titel: Re: Kapazität im Schaltkreis Antworten mit Zitat

ML hat Folgendes geschrieben:
Hallo,

im Anhang habe ich das Bild umgezeichnet.

Zur Berechnung fängst Du von rechts nach links an zu denken.
Bei einer Parallelschaltung addierst Du die Kapazitäten.
Bei einer Reihenschaltung rechnest Du "Produkt durch Summe".

C6 in Reihe mit C7 ergibt ---> C/2
C/2 || C5 ergibt ---> 3/2 C
3/2 C in Reihe mit C ---> 3/2 C²/(5/2 C) = 3/5 C
3/5 C || C2 || C3 ---> (3/5 C * 2C)/(13/5 C) = 6/13 C
6/13 C in Reihe mit C ---> (6/13 C²)/(19/13 C) = 6/19 C = 0,316 C.

Viele Grüße
Michael


Mit der vierten Zeile bin ich nicht mit einverstanden,

Wieso sind die 3/5 mit den 2 C parallel 6/13. Ich komme da auf 2,6 C
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3388

Beitrag ML Verfasst am: 06. Mai 2022 23:58    Titel: Re: Kapazität im Schaltkreis Antworten mit Zitat

Nobby1 hat Folgendes geschrieben:
Mit der vierten Zeile bin ich nicht mit einverstanden,

Das war zu schnell gepostet. Ich wollte nochmal mit Deiner Lösung vergleichen und habe gesehen, dass ich "parallel" mit "in Reihe" vertauscht hatte.
masterpie



Anmeldungsdatum: 13.11.2019
Beiträge: 406

Beitrag masterpie Verfasst am: 07. Mai 2022 09:35    Titel: Antworten mit Zitat

Nobby1 hat Folgendes geschrieben:
... dann 0,7222 C


Das entspricht den von mir angegebenen 13/18 C.

Masterpie

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masterpie



Anmeldungsdatum: 13.11.2019
Beiträge: 406

Beitrag masterpie Verfasst am: 07. Mai 2022 09:40    Titel: Re: Kapazität im Schaltkreis Antworten mit Zitat

ML hat Folgendes geschrieben:
im Anhang habe ich das Bild umgezeichnet.
Michael


Stimmt mit meiner umgezeichneten Schaltung überein. Gut den C4 habe ich noch nach oben gezeichnet - aber das sind Feinheiten, Geschmackssachen.

Wichtig wäre nur, dass die Fragestellerin selbst lernt, die Ausgangssschaltung so umzuzeichnen. Vielleicht gelingt das durch vergleichende Betrachtungen der jetzt vorliegenden Schaltungen. Die Cs kann man durchnummerieren und das kann hilfreich sein. Muss man aber nicht.

Gruß,Masterpie

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