Äquivalente Spannungsquelle < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 12:21 Sa 19.09.2009 | | Autor: | IHomerI |
| Aufgabe | Gegeben: Iq =xA; R1 = x Ω; R2 = x Ω; R3 = x Ω; R4 = x Ω
gesucht: Iq mit R4 ist in eine äquivalente Spannungsquelle
umzuwandeln Uo = ?; Ri = ?
Rges = ? (Widerstand durch den die Quelle belastet wird)
I1 = ?; I2 = ?; I3 = ?; U3 = ?; Pverbraucher = P1+P2+P3 = ?;
Pi = ?; (Leistungsverlust an Ri)
η = ? Wirkungsgrad
Ergebnis zur Kontrolle: η = xx
[Dateianhang nicht öffentlich]
Hallo, ich wollte mal fragen, ob jemand mit mir oder wenns geht auch für mich diese Beispielaufgabe ausrechnen könnte. Wir behandeln irgendwie tausende dieser Aufgaben und ich raff das einfach nicht. Jetzt dacht ich mir, falls einer von euch die mal mit eigenen Werten durchrechnen könnte würd ich das Prinzip vielleicht verstehen.
Bin echt hilflos, da ich in ET sowieso nicht den durchblick habe und immer mehr zurückfalle.
Bitte helft mir.
Danke euer Homer
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
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> Gegeben: Iq =xA; R1 = x Ω; R2 = x Ω; R3 = x Ω; R4 =
> x Ω
>
> gesucht: Iq mit R4 ist in eine äquivalente Spannungsquelle
> umzuwandeln Uo = ?; Ri = ?
die umwandlung sollte doch ein klacks sein? der widerstand bleibt der gleiche, lediglich die spannung ist zu berechnen.
> Rges = ? (Widerstand durch den die Quelle belastet wird)
> I1 = ?; I2 = ?; I3 = ?; U3 = ?; Pverbraucher = P1+P2+P3 =
> ?;
> Pi = ?; (Leistungsverlust an Ri)
> η = ? Wirkungsgrad
> Ergebnis zur Kontrolle: η = xx
>
> [Dateianhang nicht öffentlich]
> Hallo, ich wollte mal fragen, ob jemand mit mir oder wenns
> geht auch für mich diese Beispielaufgabe ausrechnen
> könnte.
naja das forum ist eigentlich nicht zum vorrechnen da!
> Wir behandeln irgendwie tausende dieser Aufgaben
> und ich raff das einfach nicht. Jetzt dacht ich mir, falls
> einer von euch die mal mit eigenen Werten durchrechnen
> könnte würd ich das Prinzip vielleicht verstehen.
besser wärs doch zu schildern wo genau du hängst?
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> Bin echt hilflos, da ich in ET sowieso nicht den durchblick
> habe und immer mehr zurückfalle.
>
> Bitte helft mir.
>
> Danke euer Homer
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 13:38 Sa 19.09.2009 | | Autor: | IHomerI |
| Aufgabe | Habe mir jetzt Iq = 2 A ; R1 = 4 Ohm; R2= 3 Ohm; R3 = 5 ohm ; R4 = 2 Ohm gedacht.
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Jetzt habe ich demnach für Rges = 1,49 ausgerechnet. Meine frage ist jetzt Ist rges = Ri und kann ich dann mit Ri und Iq jetzt die Spannung ausrechnen oder bin ich da auf dem falschen weg?
Sorry hab echt kein Plan von ET und probiere mich gerade einzuarbeiten.
Vielen Dank
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> Habe mir jetzt Iq = 2 A ; R1 = 4 Ohm; R2= 3 Ohm; R3 = 5 ohm
> ; R4 = 2 Ohm gedacht.
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> Jetzt habe ich demnach für Rges = 1,49 ausgerechnet.
wenn r1 in reihe vor den parallelwiderstand ist und ALLEINE schon 4 ohm haben soll, wie soll der gesamtwiderstand noch kleiner werden?
> Meine
> frage ist jetzt Ist rges = Ri und kann ich dann mit Ri und
> Iq jetzt die Spannung ausrechnen oder bin ich da auf dem
> falschen weg?
[mm] R_i=R_i [/mm] da ändert sich auch nichts dran. die aufgabe lautet ja auch zunächst, die (reale) stromquelle allein in eine spannugnsquelle umzutransformieren. oft hilft dann auch ein neues schaubild und eine mathematische beschreibung des zusammenhangs (formeln).
>
>
> Sorry hab echt kein Plan von ET und probiere mich gerade
> einzuarbeiten.
>
> Vielen Dank
mfg tee
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 14:27 Sa 19.09.2009 | | Autor: | IHomerI |
| Aufgabe | >Habe mir jetzt Iq = 2 A ; R1 = 4 Ohm; R2= 3 Ohm; R3 = 5 ohm ; R4 = 2 Ohm >gedacht.
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Ok also Ri und Rges sind unterschiedlich. Das habe ich jetzt verstanden.
zu Rges.:
Man kann doch erstmal R2 u. R3 als einen Widerstand zusammenfassen oder? Mit [mm] \bruch{R2*R3}{R2+R3} [/mm] anschließend addiert mit R1 und dann wieder als Parallelschaltung zu R4 mit der gleichen Formel, wie auch R2 u. R3 zusammengefasst wurden.
komme da aber auf 1,49 Ohm.
So und zu Ri:
da finde ich nur die Formel [mm] I=\bruch{Uq}{Ri}
[/mm]
bzw. teilweise ist da noch ein Ik oder auch ein Ra mit in der Formel, mit denen ich nichts Anfangen kann, da dort nirgends srteht wie man das berechnet. Hier ist lediglich die bezeichnung angegeben.
Ich glaube ich verstehe einfach nicht genau was man hier machen muss.
Sry Fenchel wenn ich dich nerve und danke das du mir hilfst.
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> >Habe mir jetzt Iq = 2 A ; R1 = 4 Ohm; R2= 3 Ohm; R3 = 5
> ohm ; R4 = 2 Ohm >gedacht.
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> Ok also Ri und Rges sind unterschiedlich. Das habe ich
> jetzt verstanden.
>
> zu Rges.:
>
> Man kann doch erstmal R2 u. R3 als einen Widerstand
> zusammenfassen oder? Mit [mm]\bruch{R2*R3}{R2+R3}[/mm]
> anschließend addiert mit R1 und dann wieder als
> Parallelschaltung zu R4 mit der gleichen Formel, wie auch
> R2 u. R3 zusammengefasst wurden.
>
> komme da aber auf 1,49 Ohm.
ah da kommen die 1,49 ohm her. im prinzip richtig für [mm] R_{ges}. [/mm] als erstes war aber verlangt, aus der realen stromquelle (iq||r4) eine reale spannugnsquelle zu machen (uq+r4).
>
> So und zu Ri:
>
> da finde ich nur die Formel [mm]I=\bruch{Uq}{Ri}[/mm]
>
> bzw. teilweise ist da noch ein Ik oder auch ein Ra mit in
> der Formel, mit denen ich nichts Anfangen kann, da dort
> nirgends srteht wie man das berechnet. Hier ist lediglich
> die bezeichnung angegeben.
richtig, [mm] I_k [/mm] bzw. [mm] I_0 [/mm] oder auch [mm] I_q [/mm] genannt bezeichnen die Stromquelle. Der WiderstandsWERT bleibt unverändert, jedoch wird er in reihe zur spannungsquelle geschalten, und ist nicht mehr parallel wie zuvor. (anbei ein bild dazu). wenn du obige formel nach [mm] U_q [/mm] umstellst, kannst du so den Wert der Spannungsquelle berechnen.
[Dateianhang nicht öffentlich]
>
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> Ich glaube ich verstehe einfach nicht genau was man hier
> machen muss.
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> Sry Fenchel wenn ich dich nerve und danke das du mir
> hilfst.
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 14:50 Sa 19.09.2009 | | Autor: | IHomerI |
Ich verstehe dass mit dem Ri einfach noch nicht. Soll das heißen, dass R4 jetzt einfach als parallelwiderstand betrachtet wird und zum rest dann auch so gerechnet wird oder.
habe hier noch sone formel nachder das so aussieht als wenn jetzt einfach R1 bis R3 normal verrechnet werden aber R4 als reihengeschalteter Widerstand verrechnet wird. habe ich dann mein Ri?
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 14:58 Sa 19.09.2009 | | Autor: | Infinit |
Hallo Homer,
den ersten Teil der Aufgabe hast Du nicht gelöst, sondern Du jetzt verzweifelt nach irgendwelchen Formeln, mit denen man irgendwas ausrechnen kann. Glaube einem alten E-Techniker, so kommst Du zu keinem Ergebnis. R4 ist ein Parallelwiderstand, ja, denn er liegt parallel zur Stromquelle. Wenn Du von Deinen Klemmen aus nach links in die Schjaltung misst, welchen Widerstand misst du da?
VG,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:07 Sa 19.09.2009 | | Autor: | IHomerI |
R1 R2 und R3 Würde ich sagen.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 15:41 Sa 19.09.2009 | | Autor: | Infinit |
Okay,
dann stelle Dir doch mal vor, Du misst an den beiden Klemmen in die Schaltung nach rechts rein, um den Gesamtwiderstand der Last zu bestimmen, also in Richtung des Pfeiles in dem [mm] R_{ges} [/mm] steht.
Wie sind die Widerstände miteinander verschaltet? Beschreibe es erst mal in Worten und dann gucken wir weiter.
VG,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 15:56 Sa 19.09.2009 | | Autor: | IHomerI |
Also R2 und R3 sind || (Parallel) und R1 ist dazu (zu R2||R3) in reihe geschaltet.
Deslahb denke ich man könnte R2 u R3 als || zusammenfassen und dann R1 + R2||R3.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:01 Sa 19.09.2009 | | Autor: | Infinit |
Ja, das ist richtig und ich nehme mal, Du kennst auch den Ausdruck, der sich dafür ergibt
$$ [mm] R_{ges} [/mm] = [mm] R_1 [/mm] + [mm] \bruch{R_2 R_3}{R_2 + R_3} [/mm] $$
In der weiteren Rechnung kannst Du dann mit [mm] R_{ges} [/mm] weiterrechnen.
VG,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:12 Sa 19.09.2009 | | Autor: | IHomerI |
Ok. Bis dahin war ich erstmal auch schon... bloß die Sache ist, dass ich nicht genau weis wie ich jetzt weiter vorgehen muss.
ich muss ja Iq mit R4 ist in eine äquivalente Spannungsquelle umwandeln gesucht ist ja erstmal. Uo = ?; Ri = ?
So jetzt hatte ich die Formel Uq = Iq * Ri
Oder heißt das evtl das was wir eben berechnet haben also Rges ohne R4 ist = Ri ?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:24 Sa 19.09.2009 | | Autor: | Infinit |
Okay, das ist der zweite Schritt oder vielleicht auch der erste, wie Du willst.
Wir gehen wieder von den Klemmen aus, gucken jetzt aber nicht nach rechts in die Schaltung, sondern nach links. Da siehst Du eine ideale Stromquelle und parallel dazu den Widerstand R4. Das ist eine Stromquelle mit Innenwiderstand und diese ist jetzt in eine Ersatzspannungsquelle umzuwandeln. So eine Ersatzspannungsquelle besteht aus einer idealen Spannungsquelle und in Reihe dazu ist der Innenwiderstand geschaltet. Die Frage ist also nun, was ergibt sich als Spannungsmessung und was als Widerstandsmessung nach links in die Schaltung.
Zunächst mal zur Widerstandsmessung. Die ideale Stromquelle besitzt einen unendlich hohen Widerstand, sie wirkt also so als wäre an ihrer Stelle eine offene Klemme. Du kannst sie also aus der Schaltung rausnehmen für die Widerstandsberechnung. Jetzt kommt meine Frage: Welchen Widerstand misst Du dann?
VG,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:58 Sa 19.09.2009 | | Autor: | IHomerI |
Ich schätze mal den Innenwiderstand. Da ja ansosnten keiner vorhanden ist. wenn ich nach links messe.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:12 Sa 19.09.2009 | | Autor: | Infinit |
Genau, das ist auch der Innenwiderstand der Ersatzspannungsquelle. Jetzt kommen wir aber zur Spannungsbestimmung der Ersatzspannungsquelle. Diese Spannung ist die Leerlaufspannung, die man an den Klemmen messen kann, wenn man nach links in die Schaltung misst.
Wir gehen jetzt wieder in die Originalschaltung zurück und dort kann der Strom, den die Stromquelle liefert, bei einer offenen Klemme nur durch den Widerstand R4 fließen.
$$ [mm] R_4 \cdot I_q [/mm] $$ ist also die Leerlaufspannung. Damit haben wir alle Größen zusammen, die wir brauchen.
Die Ersatzspannungsquelle besteht aus einer idealen Ersatzspannungsquelle der Größe [mm] R_4 I_q [/mm] und der Innenwiderstand in Reihe dazu, hat die Größe [mm] R_4 [/mm]. Zu diesem Gebilde kannst Du nun [mm] R_{ges} [/mm] in Reihe schalten und damit den Strom berechnen, der durch die Last fließt.
VG,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 11:58 So 20.09.2009 | | Autor: | IHomerI |
| Aufgabe | Habe jetzt also Iq = 2A ; R1=4 Ohm; R2=3 Ohm; R3=5 Ohm; R4=2 Ohm gesetzt.
gesucht ist:
Iq mit R4 ist in eine äquivalente Spannungsquelle
umzuwandeln Uo = ?; Ri = ?
Rges = ? (Widerstand durch den die Quelle belastet wird)
I1 = ?; I2 = ?; I3 = ?; U3 = ?; Pverbraucher = P1+P2+P3 = ?;
Pi = ?; (Leistungsverlust an Ri)
η = ? Wirkungsgrad
Hier ist auch nochmal der Schaltplan
[Dateianhang nicht öffentlich]
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Berechnet habe ich bis jetzt:
Rges = R1 + [mm] \bruch{R2*R3}{R2+R3}=\bruch{3*5}{3+5}
[/mm]
Rges= 5,875 Ohm
Ri=R4
Uq=Ri*Iq=2 *2
Uq=4 V
Sooo:) Das müsste ja jetzt bis dahin eigentlich richtig sein.
Jetzt will ich den Strom berechnen I1, I3, I3 und dannauch U3.
Meine Frage: Ist U3 jetzt nicht eigentlich = Uq weil er doch parallel geschaltet ist? Und Und wenn das zutrifft, kann ich doch I3 = [mm] \bruch{Uq}{R3} [/mm] berechnen doch wie mache ich das für I1 und I2 zählen die auch als parallelgeschaltet? und berechne die daher mit der selben formel?
Danke im Voraus
lg Homer
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:30 So 20.09.2009 | | Autor: | Infinit |
Hallo Homer,
Deine Vermutungen sind leider verkehrt und ich versuche Dir auch zu zeigen, warum.
Fangen wir mit dem Strom I1 an und denke an die ganzen Umformungen die wir vorher bereits gemacht hatten.
Ich muss hier noch mal auf die berühmten Klemmen kommen, denn die helfen wirklich dabei, das Ganze zu verstehen.
Wir hatten doch den Gesamtwiderstand ausgerechnet, der Strom, der durch diesen Gesamtwiderstand fließt ist der gleiche Strom, der, von der Klemme aus betrachtet nach rechts in Deine Schaltung fließt. Der Strom durch den Ersatzwiderstand ist also auch der Strom, der durch R1 fließt.
Jetzt kommt die Ersatzapnnungsquelle ins Spiel. Deren Spannung ist 4V. Diese liegen an einer Serienschaltung aus Innenwiderstand der Ersatzspannungsquelle mit 4 Ohm und dem Ersatzwiderstand der Last mit knapp 6 Ohm.
Wie groß ist dann der Strom, der durch solch eine Schaltung fließt?
Viele Grüße,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 13:03 So 20.09.2009 | | Autor: | IHomerI |
Also ich würde sagen Iq läuft durch R1.
Aber ich komme da gerade etwas durcheinander. ist der Ersatzwiderstand = der Gesamtwiderstand? Und der Innenwiderstand der Ersatzspannungsquelle ist doch 2 ohm also = R4.
Oder wolltest du jetzt eine Formel haben?
lg Homer
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(Antwort) fertig | | Datum: | 13:13 So 20.09.2009 | | Autor: | Infinit |
Hallo Homer,
da hatte ich die verkehrte Innenwiderstandsgröße im Kopf, 2 Ohm sind natürlich richtig. Und diese liegen in Serie zum Ersatzwiderstand der Last, also zu den Teilen der Schaltung, die rechts von der Klemme liegen. Du hast in der Ersatzschaltung kein Iq mehr, sondern eine Spannung von 4 V, einen Innenwiderstand der Spannungsquelle von 2 Ohm und in Serie dazu die knapp 6 Ohm als Ersatzwiderstand der Last. Ich komme dann nach dem Ohmschen Gesetz auf einen Strom von
ungefähr
$$ [mm] \bruch{4 \, V}{8 \, \Omega}\, [/mm] , $$ also ein gutes halbes Ampere.
Viele Grüße,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 13:31 So 20.09.2009 | | Autor: | IHomerI |
Ok Also ist jetzt I1 [mm] \approx [/mm] 0,5 A vorausgesetzt ich verstehe das richtig.
Wenn ich jetzt I2 berechnen will.
Dann gucke ich mir doch den Strom nach rechts von den klemmen an und benutze die Spannung von 4 v den innenwiderstand in reihe geschaltet zu R2||R3 oder?
Hoffe das ist richtig:)
danke
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(Antwort) fertig | | Datum: | 14:15 So 20.09.2009 | | Autor: | Infinit |
Hallo Homer,
Deine Idee würde aber dazu führen, dass Du die Schaltung ändern würdest und das sollst Du ja gerade nicht. Wir arbeiten jetzt mit I1 weiter und wenden darauf die Stromteilerregel an.
Diesmal schauen wir ins Originalschaltbild, der Strom I1 fließt durch R1 und teilt sich dann auf die Widerstände R2 und R3 auf. Je größer so ein Widerstand ist, desto geringer ist der Anteil am Gesamtstrom, der durch ihn durchfließt. Das Verhältnis der Ströme ist umgekehrt proportional zu den Widerständen und damit kommt man auf einen Ausdruck
$$ [mm] \bruch{I_2}{I_1} [/mm] = [mm] \bruch{R_p}{R_2}\, [/mm] , $$ wobei Rp der Wert für den Parallelwiderstand aus R2 und R3 ist. I1 kennen wir auch, so kannst Du also I2 berechnen. Jetzt kannst Du Dir sicher vorstellen, wie Du diese Formel abändern musst, um I3 zu berechnen.
Viele Grüße,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 14:31 So 20.09.2009 | | Autor: | IHomerI |
ok habe es dann jetzt so berechnet.
[mm] I2=\bruch{Rp*I1}{R2} [/mm] mit Rp = [mm] \bruch{R2*R3}{R2+R3}
[/mm]
Da ja I1 = 0,5 A ist
ist I2 = 0,3 A
und für I3 git:
[mm] \bruch{I3}{I1}=\bruch{Rp}{R3} [/mm] mit Rp = ...
würde ich sagen oder?
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 14:53 So 20.09.2009 | | Autor: | Infinit |
Ja, Homer, genau so geht es. Und damit hast Du alles zusammen, um mit den Leistungsberechnungen weitermachen zu können.
Da Du ja gerade die Ströme alle ausgerechnet hast, die durch die einzelnen Teile der Last fließen, macht es Sinn, mit diesen weiterzurechnen. Die Leistung ergibt sich als Produkt aus Strom und Spannung oder auch, wenn Du das Ohmsche Gesetz einsetzt, als Produkt aus dem Widerstand und dem dadurch fließenden Strom ins Quadrat also
$$ P = U I = [mm] I^2 [/mm] R [mm] \, [/mm] . $$
Damit kannst Du an den Rest der Aufgabe rangehen.
Viel Erfolg,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:09 So 20.09.2009 | | Autor: | IHomerI |
hätte da noch ne frage.
U3 wird jetzt einfach mit dem ohmschen Gesetz berechnet indem ich R3 und I3 einsetzte oder muss ich da sonst och was beachten?
Ansonsten danke und noch nen schönen Tag.
lg Homer
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 17:52 So 20.09.2009 | | Autor: | Infinit |
Ja, das ist okay so. An einem Bauelement kommst Du bei solchen Berechnungen immer mit zwei der drei Größen Spannung, Strom und Widerstand weiter.
Viele Grüße,
Infinit
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| Status: |
(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:04 Sa 19.09.2009 | | Autor: | IHomerI |
Ich schätze mal den Innenwiderstand. Da ja ansosnten keiner vorhanden ist. wenn ich nach links messe.
Ich verstehe aber ehrlich gesagt nicht immer was mit links und rechtsmessen gemeint ist. Oder heißt das einfach vor und nach den widerständen messen?
lg homer
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 17:13 Sa 19.09.2009 | | Autor: | Infinit |
Im Schaltbild sind doch Klemmen eingezeichnet, dort haben wir die Schaltung aufgetrennt und einmal nach rechts und einmal nach links gemessen.
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