Ersatzspannungsquelle < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 21:30 Sa 07.04.2012 | | Autor: | pina7 |
| Aufgabe | | Fassen Sie das folgende Netzwerk zu einer Ersatzspannungsquelle zusammen und bestimmen Sie U0 und Ri. |
Hallo,
ich lerne gerade für ein Testat welches ich unbedingt bestehen muss und mir fehlen da gewisse Grundlagen. Ich hoffe, mir kann jemand helfen.
Folgende Schaltung ist gegeben: [Dateianhang nicht öffentlich]
Das Ergebnis aus der Musterlösung für die Berechnung von U0 ist [mm] \bruch{R3}{R1+R3}\*U.
[/mm]
Ich würde mich freuen, wenn mir jemand erklären kann, wie man darauf kommt. Ich verstehe z.B. nicht, warum R4 und R2 nicht mit in die Berechnung genommen werden. Die Spannungsteilerformel ist mir bekannt.
Ebenso weiß ich, dass U0 die Leerlaufspannung, ohne Last, ist. Vielleicht kann mir auch jemand die Ersatzschaltung aufmalen. Mir fehlt glaube ich das komplette Verfahren, was ich mir angucke um zu entscheiden was wie in die Berechnung mit eingeht.
Für Ri ist die Lösung R4+(R1||R3). Auch hier kann ich das nicht nachvollziehen...
Also vielen Dank schonmal für die Hilfe.
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 09:53 So 08.04.2012 | | Autor: | Infinit |
Hallo Pina7,
zunächst einmal musst Du Dir klar machen, dass solch eine Ersatzspannungsquelle aus einer Spannungsquelle und einem Innenwiderstand besteht. Beide Größen sollst Du für Deine vorgegebene Schaltung bestimmen. Solch eine Ersatzspannungsquelle gilt immer nur in Bezug auf ein bestimmtes Klemmenpaar, bei Dir ist es mit X1 und X2 bezeichnet. Deine Schaltung soll also durch ein Gebilde ersetzt werden, das so wie im folgenden Bild aussieht:
[Dateianhang nicht öffentlich]
Gehen wir erst mal an die Berechnung von U0. Dies ist die Leerlaufspannung an den beiden Klemmen. Wenn diese Klemmen leerlaufen, also nicht geschlossen sind, kann auch kein Strom durch sie fließen. Daran erkennst Du, dass der Widerstand R4 hier keine Rolle spielen kann, durch ihn kann kein Strom fließen und damit auch keinen Spannungsabfall hervorrufen. Jetzt tasten wir uns weiter in die Schaltung vor. Die Leerlaufspannung U0 ist,- an R4 fällt keine Spannung ab -, demzufolge gleich der Spannung die an R3 liegt (Maschenumlauf). Wie groß ist diese Spannung? Deine Quellenspannung U liegt an R2 an (wieder ein Maschenumlauf, diesmal in der linken Masche). Wenn an R2 U anliegt, dann kommt jetzt der Spannungsteiler ins Spiel. Deine Spannung U liegt an der Serienschaltung von R1 und R3, wir wissen aber, dass die Leerlaufspannung nur der Spannung entspricht, die an R3 abfällt, Spannungsteiler angewandt ergibt also
[mm] U_0 = U_{R3} = \bruch{R3}{R1+R3} U [/mm]
So, die Leerlaufspannung hätten wir damit.Jetzt geht es an die Bestimmung des Innenwiderstandes Ri. Hier musst Du von den Klemmen wieder ausgehen und kannst zur Bestimmung des Innenwiderstandes Spannungsquellen durch einen Kurzschluss ersetzen bzw. Stromquellen durch einen Leerlauf. Stromquellen haben wir hier nicht. Was passiert, wenn Du die Spannungsquelle U durch einen Kurzschluss ersetzt? Du hast dann einen Kurzschluss parallel zu R2. R2 wird kurzgeschlossen, es wird kein Strom durchfließen. Das Ersatzschaltbild sieht so aus:
[Dateianhang nicht öffentlich]
Wenn Du jetzt von den Klemmen aus (das ist wichtig) in diese Schaltung siehst, dann liegt R4 in Reihe zu einer Parallelschaltung von R1 und R3, genau Dein Ergebnis aus der Musterlösung.
Nach diesem Typus werden all solche Aufgaben gelöst.
Viele Grüße,
Infinit
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
Anhang Nr. 2 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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