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Black box im Wechselstromkreis
 
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PhysikIstToll:)
Gast





Beitrag PhysikIstToll:) Verfasst am: 29. Feb 2024 20:42    Titel: Black box im Wechselstromkreis Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Black box im Wechselstromkreis
In einer black box mit 5 Anschlüssen, den Buchsen 1 bis 5, befinden sich Ohmsche Widerstände, Spulen und Kondensatoren, deren Schaltung Sie nicht kennen.
a Messungen unter Verwendung einer Gleichspannung ergeben unabhängig von der Polung der Spannungsquelle:

Buchsenpaar: 1-2
U in V: 10
I in mA: 370

Buchsenpaar: 1-3
U in V: 10
I in mA: 0

Buchsenpaar: 1-4
U in V: 10
I in mA: 0

Buchsenpaar: 1-5
U in V: 10
I in mA: 0

Buchsenpaar: 2-3
U in V: 10
I in mA: 0

Buchsenpaar: 2-4
U in V: 10
I in mA: 0

Buchsenpaar: 2-5
U in V: 10
I in mA: 0

Buchsenpaar: 3-4
U in V: 10
I in mA: 0

Buchsenpaar: 3-5
U in V: 10
I in mA: 0

Buchsenpaar: 4-5
U in V: 10
I in mA: 250

(Sorry, die Tabelle lässt sich echt nicht besser darstellen)

Werten Sie das Meßprotokoll aus, und ziehen Sie erste Schlüsse über die Bauelemente in der black box und deren Schaltung.
b Bei Verwendung von Wechselspannung (50 Hz) erhält man folgende Meßwerte:

Buchsenpaar: 1-2
U in V: 10
I in mA: 370

Buchsenpaar: 1-3
U in V: 10
I in mA: 50

Buchsenpaar: 1-4
U in V: 10
I in mA: 0

Buchsenpaar: 1-5
U in V: 10
I in mA: 0

Buchsenpaar: 2-3
U in V: 10
I in mA: 50

Buchsenpaar: 2-4
U in V: 10
I in mA: 0

Buchsenpaar: 2-5
U in V: 10
I in mA: 0

Buchsenpaar: 3-4
U in V: 10
I in mA: 0

Buchsenpaar: 3-5
U in V: 10
I in mA: 0

Buchsenpaar: 4-5
U in V: 10
I in mA: 80

Ziehen Sie in Präzisierung von a Schlüsse über die Bauelemente und deren Schaltung.
c Fertigen Sie einen Schaltplan für die im Inneren der black box enthaltenen Schaltung an. Bestimmen Sie für jedes Bauelement die charakteristischen Werte.

Jede Hilfe ist mir unfassbar willkommen 128591

Meine Ideen:
Mir fallen erstmal nur Ansätze für a ein (und die sind eher unsicher)
Zwischen 1 und 2 ist Widerstand/Spule, weil man Stromstärke und Spannung messen kann
Von Buchse 2 bis 4 ist irgendwie ein Kondensator parallel geschaltet, oder da sind überall Kondensatoren, es liegt Spannung an, aber I nicht messbar
Und zwischen 4 und 5 spekuliere ich auf einen Widerstand

Abgesehen davon habe ich keine Ahnung, wie ich weiter machen soll, ob meine Schlussfolgerungen richtig sind etc., Aufgabe c könnte ich wahrscheinlich hinbekommen, wenn ich eine Lösung für a bzw b hätte
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7294

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 29. Feb 2024 21:01    Titel: Antworten mit Zitat

Hier musst Du die Aussagen von Gleichspannung und Wechselspannung zusammen betrachten. Bei 1-3 zum Beispiel fließt nur bei Wechselspannung ein Strom, nicht bei Gleichspannung. Das kann also nur welches Bauelement sein? Bei 4-5 dagegen fließt in beiden Fällen was, aber bei Wechselspannung weniger. Also…?

Und so weiter. Wenn noch was unklar ist, melde Dich noch mal.

Viele Grüße
Steffen
PhysikIstToll:)



Anmeldungsdatum: 01.03.2024
Beiträge: 28

Beitrag PhysikIstToll:) Verfasst am: 01. März 2024 06:45    Titel: Antworten mit Zitat

Erstmal Vielen Dank!
Aber woher nehme ich diese Informationen? Woher weiß ich, welches Bauteil sich wie verhält? Mir fehlt irgendwie die Basis dafür
Ich denke an die Lade und Entladekurven vom Kondensator im Gleichstromkreis, oder an die Sinusförmigen Diagramme im Wechselstromkreis. Bringt mir das was oder ist das ein falscher Ansatz?

Und ich weiß, dass ein Kondensator im Gleichstromkreis nur messbare Spannung besitzt (I = 0). Für die anderen Bauteile habe ich gerade nur im Kopf, dass sie sowohl in Gleich- als auch in Wechselstrom messbare Werte für U und I besitzen, das scheint mir aber nicht viel zu helfen.
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1558

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 01. März 2024 07:52    Titel: Antworten mit Zitat

Widerstand. Strom gleich bei Gleich- und Wechselstrom
Kondensator Strom 0 bei Gleichstrom, bei Wechselstrom fließt ein Strom
Spule höherer Strom bei Gleichstrom, niedriger bei Wechselstrom, da der inductive Widerstand dazu kommt.

Jetzt nur die Buchsen vergleichen.
PhysikIstToll:)



Anmeldungsdatum: 01.03.2024
Beiträge: 28

Beitrag PhysikIstToll:) Verfasst am: 01. März 2024 08:00    Titel: Antworten mit Zitat

Danke, ich versuche es nochmal
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7294

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 01. März 2024 09:19    Titel: Antworten mit Zitat

Da Du Dich nun angemeldet hast: willkommen im Physikerboard!

Nobby1 hat Folgendes geschrieben:
Spule höherer Strom bei Gleichstrom

Genau. Bei einer idealen Spule sogar unendlich viel Strom (Kurzschluss), das darf hier auch angenommen werden, dann ist die Berechnung am einfachsten.
PhysikIstToll:)



Anmeldungsdatum: 01.03.2024
Beiträge: 28

Beitrag PhysikIstToll:) Verfasst am: 01. März 2024 10:09    Titel: Antworten mit Zitat

Mein aktueller Stand sieht dann folgendermaßen aus: (Bild)

Jetzt weiß ich nur nicht, wo diese Nullwerte für die Stromstärke sowohl bei Gleich- als auch Wechselstrom herkommen? Kann das an einer möglichen Parallelschaltung liegen?



IMG_5802.jpeg
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Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7294

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 01. März 2024 10:30    Titel: Antworten mit Zitat

Für 4-5 könntest Du noch meine Anmerkung bedenken. Und der Rest stimmt, wenn kein Strom fließt, sind da halt keine Bauelemente dran.
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1558

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 01. März 2024 11:05    Titel: Antworten mit Zitat

Es fehlt noch zwischen 1 und 3.
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7294

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 01. März 2024 11:11    Titel: Antworten mit Zitat

Sollte doch durch die RC-Reihenschaltung gegeben sein, oder?
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1558

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 01. März 2024 11:13    Titel: Antworten mit Zitat

Nein das RC Glied ist ist zwischen 1 2 Widerstand und 2 3 Kondensator
Es ist zusätzlich ein Kondensator dort.


Zuletzt bearbeitet von Nobby1 am 01. März 2024 11:15, insgesamt einmal bearbeitet
PhysikIstToll:)



Anmeldungsdatum: 01.03.2024
Beiträge: 28

Beitrag PhysikIstToll:) Verfasst am: 01. März 2024 11:14    Titel: Antworten mit Zitat

Zwischen 4 und 5 hätte ich eine Spule gesetzt, könnte das passen?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7294

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 01. März 2024 11:14    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Es ist zusätzlich ein Kondensator dorrt

Noch einer parallel? Wieso?
PhysikIstToll:)



Anmeldungsdatum: 01.03.2024
Beiträge: 28

Beitrag PhysikIstToll:) Verfasst am: 01. März 2024 11:16    Titel: Antworten mit Zitat

Naja parallel hätte ich nur gedacht, weil mein Lehrer so was angedeutet hat und in der Aufgabe ja auch steht, dass die Schaltung unbekannt ist. Da bin ich mal vom „schlimmsten“ Fall ausgegangen
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7294

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 01. März 2024 11:16    Titel: Antworten mit Zitat

PhysikIstToll:) hat Folgendes geschrieben:
Zwischen 4 und 5 hätte ich eine Spule gesetzt

Wie geschrieben, eine Spule bedeutet Kurzschluss bei Gleichspannung. Es fließt aber ein begrenzter Strom. Also...
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1558

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 01. März 2024 11:16    Titel: Antworten mit Zitat

Weil man zwischen 1 und 3 im Wechselbereich auch einen Strom misst. Und zwar den gleichen wie bei 2 und 3.

Zuletzt bearbeitet von Nobby1 am 01. März 2024 11:24, insgesamt einmal bearbeitet
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7294

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 01. März 2024 11:18    Titel: Antworten mit Zitat

Nobby1 hat Folgendes geschrieben:
Weil man zwischen 1 und 3 im Wechselbereich auch einen Strom misst.

Ja, und das passt doch wunderbar zu der Hintereinanderschaltung von Kondensator und Widerstand vom Fragesteller. Da muss doch nicht extra ein C parallel. Kann, muss aber nicht.
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1558

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 01. März 2024 11:28    Titel: Antworten mit Zitat

Doch muss, da sonst man zwischen 1 und 3 und 2 und 3 unterschiedliche Ströme misst.

Bei 1 und 3 das komplette RC Glied und 2 und 3 nur den Kondensator.

Wenn zwischen 1 und 3 noch ein Kondensator ist misst man in beiden Fällen ein RC Glied mit einem zusätzlichen Kondensator parallel. Nur einmal liegt C23 in Reihe mit R und einmal C13 .
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7294

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 01. März 2024 12:51    Titel: Antworten mit Zitat

Nobby1 hat Folgendes geschrieben:
Doch muss, da sonst man zwischen 1 und 3 und 2 und 3 unterschiedliche Ströme misst.

Ah, stimmt.
PhysikIstToll:)



Anmeldungsdatum: 01.03.2024
Beiträge: 28

Beitrag PhysikIstToll:) Verfasst am: 01. März 2024 13:00    Titel: Antworten mit Zitat

Das verwirrt mich sehr, wie ist das jetzt gemeint?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7294

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 01. März 2024 13:15    Titel: Antworten mit Zitat

Dass zwischen 1 und 3 noch ein zusätzlicher Kondensator liegt.
PhysikIstToll:)



Anmeldungsdatum: 01.03.2024
Beiträge: 28

Beitrag PhysikIstToll:) Verfasst am: 01. März 2024 13:19    Titel: Antworten mit Zitat

Parallel zum Widerstand?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7294

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 01. März 2024 13:35    Titel: Antworten mit Zitat

Nein, dann wäre bei Wechselstrom
Zitat:
Buchsenpaar: 1-3
U in V: 10
I in mA: 50

Buchsenpaar: 2-3
U in V: 10
I in mA: 50

nicht erfüllbar. Siehst Du das?

Einfach zwischen 1 und 3 noch ein zweiter Kondensator in Deine Skizze.
PhysikIstToll:)



Anmeldungsdatum: 01.03.2024
Beiträge: 28

Beitrag PhysikIstToll:) Verfasst am: 02. März 2024 07:23    Titel: Antworten mit Zitat

Verstehe den Grund noch nicht so ganz, aber erstmal danke an Sie beide!
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