Meßbereichserweiterung

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

Aufgabe

Das Messwerk eines Stromsmessers hat einen Innenwiderstand von 2,4 Ohm und einen Messbereich von 25 mA. Der Messbereich soll auf 50 mA und auf 1,5 A erweitert werden.
Berechne die erforderlichen Widerstände.

1) Was ist ein Innenwiderstand und wie sieht der aus?
2) Ich kann ohne U (Spannung) doch gar nichts ausrechnen?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Hast du denn schon einmal versucht, in deinem Physikbuch oder im Internet nachzuschlagen und nachzulesen, was ein Innenwiderstand ist? Bist du dabei zum Beispiel schon auf folgendes gestoßen:

http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph10/versuche/06innenwiderstand/innenwiderstand.htm ?

Was weißt du bisher schon darüber, wie eine Messbereichserweiterung funktioniert? Hast du schon einmal ein Beispiel dazu gesehen und nachvollzogen?

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

ich habe ein paar formeln gefunden OO
ich habe auch schon ergebnisse...

also ich schreibe mal auf, was ich gegeben habe und was ich gerechnet habe...

geg: Ri=2,4 Ohm | IM=25mA | I=50mA | I=1,5A

ich hoffe die angaben stimmen soweit?

meine rechnung für den ersten widerstand:

IP=I-IM
IP=0,05A-0,025A
IP=0,025A

I=UM/RI
UM=RI*I
UM=2,4 Ohm * 0,05A
UM=0,12V

RP=UP/IP = UM/IP
RP=0,12V/0,025A
RP=4,8 Ohm

rechnung für den zweiten widerstand:

IP=I-IM
IP=1,5A-0,025A
IP=1,475A

I=UM/RI
UM=RI*I
UM=2,4 Ohm * 1,5A
UM=3,6V

RP=UP/IP = UM/IP
RP=3,6V/1,475A
RP=2,44 Ohm

_____________________________
stimmt das so alles?

ich weiß über das strommesser nur soviel, dass es in eine leitung geschaltet ist...
sollte man dort die parallelwiderstände rechnen?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Auf was für eine Schaltung beziehst du dich denn mit deinen Formeln? Kannst du den zugehörigen Schaltplan am besten hier als Skizze reinstellen?

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

das ist eine parallelschaltung..
ich habe null ahnung wie so eine skizze aussieht...
stimmt denn das gegebene????

kannst du mir ma bitte was zu meinen ergebnisse sagen, ob die falsch sind oder ob schon fehler im gegebenen sind??

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ehrlich gesagt, finde ich, dass es überhaupt nichts bringt, mit irgendwelchen Formeln irgendetwas auszurechnen, solange du nicht verstanden hast, was diese Rechnung bedeuten soll und auf welches Schaltbild sich diese Rechnung beziehen soll.

Ob mit deinen Formeln etwas richtiges gemeint sein könnte, kann ich bisher nur raten.

Ich finde unbedingt, dass du zuerst herausfinden und verstehen solltest, was für ein Schaltbild zu so einer Messbereichserweiterung gehört, und dann erst anfangen solltest, das zu berechnen, was in dieser Schaltung passiert.

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

dann zeig mir doch, wie so eine skizze aussieht..
ich kann auch recht wenig dafür, wenn ich das nicht verstehe, daher bin ich ja hier, um es zu verstehen...

ich würde es anhand einer skizze sicherlich verstehen, aber unser lehrer hat uns eben nur formeln gegeben, die wir anwenden können...

und ich wollte eben wissen, ob die angaben stimmen oder eben nicht?!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Das würde mich aber sehr wundern, wenn ihr da im Unterricht nur die Formeln gelernt habt, ohne das zugehörige Schaltbild gesehen zu haben!

Kommt dir die Schaltung im folgenden Link unter "Messbereichserweiterung bei Strommessgeräten" bekannt vor?

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0210221.htm

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

ja doch ich hab gerade nochmal nachgeblättert, da ist eine, die sieht aus wie eine skizze eines strommessers...
das problem ist aber diese aufgabe... welche angaben da jetzt richtig sind...
ich würde ja sagen, das zweite, weil wenn I doppelt wäre, das ginge nicht, aber es kann zweimal IM dasein? also ich würde sagen, dass man zweimal IM schalten kann an .... stimmt das?
meine formeln sind doch alle richtig..??

nur meine rechnungen sind falsch, weil ich ja I=25mA und IM1=50mA und IM2=1,5A.

lieg ich da richtig???

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

hallo ist hier noch jemand?
es ist wichtig, dass ich das verstehe unglücklich

kann mir jemand sagen, ob ich mit meinen angaben recht habe?
bitte!!!! unglücklich

ich komme so nicht weiter, aber ich muss weiterkommen!! Hilfe

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich würde sagen, deine Formeln können alle richtig gemeint sein, du musst jeweils nur immer aufpassen, dass du die richtigen Werte einsetzt. Und um zu verstehen, was die richtigen Werte sind, würde ich dir empfehlen, dir das zugehörige Schaltbild aufzumalen und jeweils im Schaltbild zu schauen, was du da gerade ausrechnest.

Das Schaltbild, das du konkret für diese Aufgabe brauchst, unterscheidet sich von dem Schaltbild in meinem Link, da hier in dieser Aufgabe zusätzlich der Innenwiderstand R_i eingezeichnet werden sollte, und der Lastwiderstand R_L nicht benötigt wird.

Was bekommst du damit für ein Schaltbild?

Und was bekommst du zum Beispiel als Zwischenergebnis für die Spannung U_M, die an dem Strommessgerät maximal anliegen darf?

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

kannst du mir nicht einfach sagen, was ich rechnen muss??
ich habe einfach keine ahnung, wie ich da diesen innenwiderstand reinmalen soll und ob ich zwei IM's benötige??

benötige ich zwei IM's oder nicht?
ich hab ja auch schon geschrieben, wie die angaben sind und ohne richtige angaben kann ich schlecht eine skizze malen!

ich schreibe sie nochmals hierhin:

geg: Ri=2,4 Ohm | I=25 mA | IM= 50 mA | IM= 1,5A

bitte sag mir, ob das stimmt? dann kann ich vielleicht auch ne richtige skizze dazu malen... das ist doch eine überlegung!!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

ich sagte ja bereits, dass es eine neue überlegung war, weil ich oben andere geg: hingeschrieben habe!

anlage: siehe unten!!! (skizze)

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Danke für die Skizze!

In dieser Skizze bin ich noch mit zwei Dingen nicht einverstanden:

* In den Schaltplan darf nur ein Strommessgerät und ein Parallelwiderstand. Denn du sollst ja nacheinander zwei verschiedene Möglichkeiten betrachten, wie man den Messbereich des Strommessgerätes erweitern kann, nicht beide gleichzeitig.

* Der Innenwiderstand kommt direkt nach dem Strommessgerät, also so, dass der Parallelwiderstand parallel zum Strommessgerät und dem Innenwiderstand ist. Denn der Innenwiderstand ist ja in dem selben "Plastikgehäuse" wie das Strommessgerät.

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

bitte skizziere mir das mal.. ich versteh nicht, wie du das mit dem innenwiderstand meinst! können wir die skizze nicht zum schluss machen?? ich muss die aufgabe bis morgen haben und es ist schon realtiv spät! ich hab danach noch eine aufgabe!

bitte gib mir mal einen ansatz, ich muss langsam mal zum berechnen kommen!
mein lehrer schreibt mir ne 6 auf, wenn ich nichts rechne!

ich rechne das jetzt so:

geg: IM=25mA I=50mA und I=1,5A stimmen, was meiner meinung auch nicht geht, da nur ein strom laufen kann!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ohne zuerst die Skizze zu haben, wissen wir doch gar nicht, was wir da rechnen!

Um die komplette Aufgabe zu lösen, würde ich nacheinander drei Skizzen malen:

Zuerst eine Skizze nur mit dem Strommessgerät und seinem Innenwiderstand.

Dann eine Skizze mit dem Strommessgerät, seinem Innenwiderstand, und parallel zu beiden der Widerstand R_P, mit dem man den Messbereich auf 50 mA erweitert.

Und dann eine dritte Skizze, die genauso aussieht wie die zweite Skizze, nur dass diesmal die Bezeichnungen in der Skizze so gewählt sind, dass sie zu der Messbereichserweiterung auf 1,5 A passen.

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Wie du diese zweite und diese dritte Skizze aus deiner bisherigen Skizze durch Korrigieren erhältst, habe ich schon oben in meinem vorangegangenen Beitrag geschrieben.

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

ich weiß immernoch nicht, wo der innewiderstand genau ist!!! parallel zum strommesser aber auch angeblich drum herum? das geht nicht! entweder sitzt der widerstand davor irgendwo oder ein kreis und ein widerstand drum herum!???

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

ich verstehe nicht, wie ich den dort einbauen soll...
ich hab es nun so gerechnet, wenn es falsch ist hab ich pech!
in der skizze hab ich ihn wohl dashinter gemacht, schieb ich ihn davor ist es auch nicht parallel zum parallelwiderstand, die einzige möglichkeit, die es gibt ist nochmal sowas wie beim parallelwiderstand zu malen...
ich werd es nochmal skizzieren, kannst ja gucken, ob es so stimmt, ansonsten hab ichs versucht!

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

neue skizze

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

vergiss die obere... ich glaube so ist es richtig ^^

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Entschuldige, oben hatte ich mich vertippt. Ich meine die Skizzen so:

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

vielen dank für die skizzen, so hätte ich das niemals hinbekommen...

und was genau soll man da jetzt ausrechnen??? R oder RP??

RP oder??
ich brauche zwei RP's? zwei IM's und zwei UM's?

eine frage, ist bei 50mA und 1,5A .. ist das nicht IM??

ich muss doch auch irgendwas mit IM rechnen unglücklich

aber nein wenn I erweitert wird dann wär I richtig, nur wie kann ich da jetzt was berechnen?? ich könnte 3 mal UM ausrechnen, für jeweils jeden Strom??

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich würde vorschlagen, eins nach dem anderen.

Schauen wir mal in die erste der drei Skizzen. Die zeigt den Strommesser ohne Messbereichserweiterung.

Welche Spannung U_M fällt an (Strommesser und seinem Innenwiderstand) ab, wenn durch den Strommesser der maximale Strom I=I_M = 25 mA fließt, den er verträgt?

Kannst du dieses U_M ausrechnen?

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

UM=3,6V

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Hoppla, da musst du dich irgendwie verrechnet haben. Kannst du das nochmal rechnen und die Rechnung komplett mit Formel, eingesetzten Werten und Ergebnis hier aufschreiben?

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

I=UM/Ri
UM=Ri*I
UM=2,4 Ohm * 0,025A
UM=0,06 V

sry, hatte mich verechnet, so müsste es stimmen???

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden smile

Und jetzt schauen wir mal in die zweite Skizze.

Damit wir nun die unterschiedlichen Ströme richtig bezeichnen, müssen wir uns auf gemeinsame Bezeichnungen einigen.

Ich schlage vor, wir bezeichnen den Strom, der durch das Messgerät fließt, mit I_M, und wir bezeichnen den Strom, der durch den Widerstand R_P fließt, als I_P. Bist du damit einverstanden?

Das Messgerät und sein Innenwiderstand sind in der zweiten Skizze gleich wie in der ersten. Wie groß dürfen also I_M und U_M in der zweiten Skizze maximal sein?

Kannst du daraus I_P berechnen? Und dann daraus R_P ?

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

IP kann ich nicht ohne IM berechnen... also wenn ich das richtig verstanden habe, ist I=25mA und IM=50mA für die zweite skizze.. damit könnte ich IP berechnen, das problem ist, dass dort eine minuszahl rauskommt und zwar -0,025A!

zu deine frage... wenn das gleich ist wie bei der ersten dürfte IM=25 mA sein und UM=0,06V?!

und I ist dann 50mA

wenn man das rechnet

IP=I-IM
IP=0,05A-0,025A
IP=0,025A

also müsste für IP dann ja 0,025A rauskommen!! oder seh ich das falsch?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

siehe oben!! habe IP bereits gerechnet, stimmt IP??

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

aber schau mal oben da habe ich ja UM gerechnet und habe für das I = 0,025A eingesetzt, aber I ist doch 0,05 A!!!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Wo meinst du?

In der Rechnung, die ich dir in meinem letzten und vorletzten Beitrag bestätigt habe, hast du korrekt mit I=0,05 A gerechnet smile

//edit: Und die Berechnung von U_M ist in der zweiten Zeichnung dieselbe wie in der ersten, denn in dem Teilzweig der Parallelschaltung, in dem der Strommesser ist, gilt dieselbe Rechnung mit denselben Werten.

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

na hier ist I eben nicht 0,05A

I=UM/Ri
UM=Ri*I
UM=2,4 Ohm * 0,025A
UM=0,06 V

da ist I=0,025A... man ich blick da gar nicht durch unglücklich

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

rinilein · Anmeldungsdatum: 07.11.2006 Beiträge: 273

doch jetzt versteh ichs UM ist ja überall gleich, also überall fließt diese 0,06V bei den UM's... also für das RP bei der zweiten skizze habe ich 2,4 Ohm raus....

stimmt das?

bei der dritten und letzten skizze habe ich für IP=1,475A und für RP=2,44 Ohm raus... stimmen die ergebnisse alle??

zu deiner bezeichnung oben, dh. für die zweite und dritte skizze gilt, dass die 25 mA irgendwo I sind aber auch IM... sowas in der art, ja?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788