Kondensatornetzwerk < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 19:56 Do 28.11.2013 | | Autor: | sammy123 |
| Aufgabe | | Der Schalter S1 wird nun geschlossen. Welche Kondensatoren werden aufgeladen? |
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
Hallo Leute,
ich bereite mich gerade auf eine Prüfung vor und bin dabei auf folgende Aufgabe gestoßen.
[Dateianhang nicht öffentlich]
Die Kondensatoren seien zu Beginn vollständig entladen und haben alle den Wert C, die Widerstände jeweils den Wert R.
Die Schalter S1,S2 und S3 sind zunächst geöffnet. S4 ist geschlossen.
a) Der Schalter S1 wird nun geschlossen. Welche Kondensatoren werden aufgeladen?
Kann es sein, dass C1,C3,C4,C6 und C7 aufgeladen werden? Habe leider keine Lösung dafür :/
Für eure Hilfe wäre ich euch sehr dankbar.
LG
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 20:07 Do 28.11.2013 | | Autor: | Diophant |
Moin,
ich habe vor einer Woche einen neuen 22-Zoll-Monitor in Betrieb genommen und war zunächst beeindruckt ob dessen Größe. Jetzt, mit deinem Upload bin ich ins Grübeln gekommen. Vielleicht muss ich mir doch so einen der neuen 29- oder gar 32-Zöller kaufen?
Spaß beiseite: bitte achte beim Scannen auf eine vernünftige Skalierung. Für ein Forum wie das unsere sollte man eine maximale Breite von 800px nur in begründeten Ausnahmefälllen überschreiten.
Gruß, Diophant
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> Der Schalter S1 wird nun geschlossen. Welche Kondensatoren
> werden aufgeladen?
> Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen
> Internetseiten gestellt.
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> Hallo Leute,
>
> ich bereite mich gerade auf eine Prüfung vor und bin dabei
> auf folgende Aufgabe gestoßen.
> [Dateianhang nicht öffentlich]
>
> Die Kondensatoren seien zu Beginn vollständig entladen und
> haben alle den Wert C, die Widerstände jeweils den Wert
> R.
> Die Schalter S1,S2 und S3 sind zunächst geöffnet. S4 ist
> geschlossen.
>
> a) Der Schalter S1 wird nun geschlossen. Welche
> Kondensatoren werden aufgeladen?
> Kann es sein, dass C1,C3,C4,C6 und C7 aufgeladen werden?
> Habe leider keine Lösung dafür :/
>
Wenn ich die Kondensator indizes richtig entziffert habe, so ist deine gerate Lösung falsch.
Wie hast du denn versucht auf die Lösung zu kommen? Hast du geraten? Oder hast du dir das entsprechende Ersatznetzwerk gezeichnet und überlegt, welche Kondensatoren geladen werden können?
Wenn nein, dann mache das mal.
Valerie
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 12:25 So 01.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
> Wenn ich die Kondensator indizes richtig entziffert habe,
> so ist deine gerate Lösung falsch.
>
> Wie hast du denn versucht auf die Lösung zu kommen? Hast
> du geraten? Oder hast du dir das entsprechende
> Ersatznetzwerk gezeichnet und überlegt, welche
> Kondensatoren geladen werden können?
>
> Wenn nein, dann mache das mal.
>
>
> Valerie
naja wie soll ich denn dazu das ersatzschaltbild zeichnen?
s2 & s3 sind offen, dh doch eig, dass R2 & c6 &c7 "weg sind" oder?
ich bin gerade ein bisschen durcheinander -.-
habe leider auch keinerlei Lösung um mein Ergebnis überprüfen zu können :/
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(Antwort) fehlerhaft  | | Datum: | 13:58 So 01.12.2013 | | Autor: | GvC |
Wenn [mm] C_6 [/mm] und [mm] C_7 [/mm] "weg sind", warum glaubst Du dann, dass [mm] C_6 [/mm] und [mm] C_7 [/mm] aufgeladen werden? Es werden nur [mm] C_3, C_1 [/mm] und [mm] C_4 [/mm] aufgeladen, und zwar alle auf dieselbe Spannung [mm] U_q.
[/mm]
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:08 Mo 02.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
Erstmal danke für deine Antwort.
Ja das war ein Fehler meinerseits.
Noch eine kurze Rückfrage zu dieser Situation.
Das würde doch heißen, dass alle drei Kondensatoren parallel zueinander liegen?
Wenn ich jetzt die Dauer des gesamten Aufladungsprozesses bestimmen soll, muss ich ja eig nur
C134 * R1 berechnen, richtig?
LG
sammy123
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:18 Mo 02.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
> Erstmal danke für deine Antwort.
> Ja das war ein Fehler meinerseits.
>
> Noch eine kurze Rückfrage zu dieser Situation.
> Das würde doch heißen, dass alle drei Kondensatoren
> parallel zueinander liegen?
> Wenn ich jetzt die Dauer des gesamten Aufladungsprozesses
> bestimmen soll, muss ich ja eig nur
> C134 * R1 berechnen, richtig?
>
> LG
> sammy123
>
Nochmal kurz dazu eine kleine Ergänzung.
Das Ergebnis wäre tau = 3CR. Aber komplett aufgeladen heißt ja nach 5tau. Würde also heißen, dass der gesamte Aufladungsprozess 15CR ist, oder nicht?
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 17:27 Mo 02.12.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo,
es gibt unterschiedliche Definitionen, nach welcher Zeitspanne ein Kondensator als aufgeladen gilt. Wenn ihr mit 5 Tau arbeitet, dann stimmt Deine Rechnung.
Viele Grüße,
Infinit
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:26 Mo 02.12.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo,
ja, das ist richtig dann.
Viele Grüße,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 19:17 Mo 02.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
| Aufgabe | Der Aufladevorgang sei nun abgeschlossen.
Bestimmen Sie die Spannungen Uci sowie die Ladungen Qi für i=1...6 |
Da für diesen Aufgabenteil doch sowieso nur C1, C3 & C4 relevant sind, muss ich doch nur Uc1, Uc3, Uc4 & Q1,Q3,Q4 bestimmen oder?
Desweiteren habe ich mich schon dran versucht. Aber ich weiß nicht, wie ich die Spannungen und Ladungen bestimmen kann.
Wir haben ja eig ein geschlossenen Netzwerk mit Uq, R1 & C134.
C134 beträgt 3C, da sie vorher parallel geschaltet waren oder nicht?
Ich kann hier schlecht den kapazitiven Spannungsteiler anwenden, da die C's nicht in Reihe geschaltet sind.
Kann ich davon ausgehen, dass Uc134 = Uq ist, da zu Beginn in Aufgabeteil A alle auf Uq aufgeladen wurden?
Ich habe schon einige Ansätze ausprobiert.
Mit Uneu = Qalt/Cneu. Aber iwas stimmt nicht. Oder ich weiß in dem Moment einfach nicht welches U ich jetzt ausgerechnet habe.
Vielen Dank für eure Hilfe,
LG
Sammy123
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(Antwort) fertig | | Datum: | 19:37 Mo 02.12.2013 | | Autor: | leduart |
Hallo
siehe meine Korrektur.
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 00:45 Di 03.12.2013 | | Autor: | GvC |
Ich habe tatsächlich einen Fehler gemacht. Du aber auch, leduart. Ich habe den geöffneten Schalter [mm] S_2 [/mm] übersehen, was bedeutet, dass [mm] C_2 [/mm] ebenfalls geladen wird. Du hast allerdings den Hinweis im Aufgabentext übersehen, dass der Schalter [mm] S_4 [/mm] geschlossen und damit [mm] C_5 [/mm] kurzgeschlossen ist.
Tatsächlich liegt also zur Parallelschaltung von [mm] C_1 [/mm] und [mm] C_4 [/mm] noch die Kapazität [mm] C_2 [/mm] in Reihe. Zu allem parallel liegt [mm] C_3.
[/mm]
Im eingeschwungenen Zustand ist also [mm] C_3 [/mm] auf die volle Versorgungsspannung [mm] U_q [/mm] aufgeladen, [mm] C_2 [/mm] laut kapazitiver Spannungsteilerregel auf [mm] \frac{2}{3}\cdot U_q [/mm] und [mm] C_1 [/mm] und [mm] C_4 [/mm] auf [mm] \frac{U_q}{3}.
[/mm]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 01:04 Di 03.12.2013 | | Autor: | leduart |
Hallo GvC
ich habe den geschlossenen Schalter S4 wirklich übersehen. Danke für das Aifpassen.
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 11:08 Di 03.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
Super vielen Dank euch beiden :)
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 11:36 Di 03.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
| Aufgabe | So jetzt hab ich nur noch zwei Fragen:
1) Nach der vollständigen Aufladung des Netzwerks wird [mm] S_{1} [/mm] wieder geöffnet. Welche Energie hat die Spannungsquelle insgesamt abgegeben?
2)Nach dem Öffnen des Schalters [mm] S_{1} [/mm] wird der Schalter [mm] S_{2} [/mm] geschlossen. Wie groß ist der Strom durch den Widerstand [mm] R_{2} [/mm] direkt nach dem Schließen? |
1) Hier wird doch eigentlich mit
W = [mm] \bruch{CU^{2}}{2} [/mm] gerechnet
C = [mm] C_{ges}
[/mm]
und welches U?
Reicht es hier nicht [mm] U_{c3} [/mm] zu berechnen. Weil [mm] U_{q} [/mm] = [mm] U_{c3} [/mm] ist?
Wenn ja, dann ergibt sich W doch aus:
W = [mm] \bruch{C_{3}* U_{c3}^{2}}{2}
[/mm]
2) Da [mm] S_{2} [/mm] jetzt geschlossen wurde, kommt zu [mm] C_{2} [/mm] nur noch parallel [mm] R_{2} [/mm] dazu. [mm] C_{2} [/mm] wird über [mm] R_{2} [/mm] entladen und ist doch damit eig nicht weiter wichtig.
Nur wie gehts jetzt weiter?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 12:04 Di 03.12.2013 | | Autor: | leduart |
Hallo
du brauchst C_ges, was hast du nach dem Hin und her jetzt dafür raus, und welche Spannungen an den einzelnen?
es wird ja nicht nur [mm] C_3 [/mm] geladen, sondern auch die Restlichen. Du kannst die einzelnen [mm] C/2U^2 [/mm] mit den jeweiligen Spannungen, oder [mm] C_ges/2*U_q^2 [/mm] zur Probe würde ich beides tun!
die Spannungsquelle hat außerdem die Energie aufgebracht R zu heizen also das Integral über [mm] U_R(t)^2/R*dt [/mm] oder [mm] I_R(t)^2*Rdt
[/mm]
zu 2. wird wirklich nur C2 entladen? und wie lautet die Gl für die Entladung? wodurch ist denn der Anfangsstrom bestimmt?
Gruß leduart
Gruß leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 13:28 Di 03.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
> Hallo
> du brauchst C_ges, was hast du nach dem Hin und her jetzt
> dafür raus, und welche Spannungen an den einzelnen?
> es wird ja nicht nur [mm]C_3[/mm] geladen, sondern auch die
> Restlichen. Du kannst die einzelnen [mm]C/2U^2[/mm] mit den
> jeweiligen Spannungen, oder [mm]C_ges/2*U_q^2[/mm] zur Probe würde
> ich beides tun!
> die Spannungsquelle hat außerdem die Energie aufgebracht
> R zu heizen also das Integral über [mm]U_R(t)^2/R*dt[/mm] oder
> [mm]I_R(t)^2*Rdt[/mm]
> zu 2. wird wirklich nur C2 entladen? und wie lautet die
> Gl für die Entladung? wodurch ist denn der Anfangsstrom
> bestimmt?
> Gruß leduart
Hallo Leduart,
für [mm] C_{ges}, [/mm] also [mm] C_{1234}, [/mm] hab ich [mm] \bruch{5}{3}C [/mm] raus und dafür die Teilspannungen:
[mm] U_{c3} [/mm] = [mm] U_{q}
[/mm]
[mm] U_{c2} [/mm] = [mm] \bruch {2}{3}U_{q}
[/mm]
[mm] U_{c1} [/mm] = [mm] U_{c4} [/mm] = [mm] \bruch {U_{q}}{3}
[/mm]
Oh ok... das klingt gut.. ich werde das erstmal mit den einzelnen rechnen und dann gleich noch mit [mm] C_{ges} [/mm] nachrechnen.
Aber wieso sollte ich dann noch damit rechnen:
> die Spannungsquelle hat außerdem die Energie aufgebracht
> R zu heizen also das Integral über [mm]U_R(t)^2/R*dt[/mm] oder
> [mm]I_R(t)^2*Rdt[/mm]
Erstmal danke dafür :)
2.)naja die Entladeformel lautet:
[mm] i_{c}= -\bruch {U}{R}*e^{\bruch{t}{tau}}
[/mm]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 14:07 Di 03.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
Also ich hab da jetzt
[mm] W_{ges} [/mm] = [mm] \bruch{5}{6}C*U_{q}^{2} [/mm] raus
dh doch einfach, dass die Spannungsquelle [mm] W_{ges} [/mm] abgegeben hat oder?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 14:30 Di 03.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
mit der Entladeformel für den Strom komm ich auf
[mm] -\bruch{U_{q}}{R}, [/mm] da t=0 ist und tau ja dann egal ist.
Stimmt das?
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 15:06 Di 03.12.2013 | | Autor: | GvC |
> Also ich hab da jetzt
>
> [mm]W_{ges}[/mm] = [mm]\bruch{5}{6}C*U_{q}^{2}[/mm] raus
> dh doch einfach, dass die Spannungsquelle [mm]W_{ges}[/mm]
> abgegeben hat oder?
Nein, das ist die gesamte in den geladenen Kondensatoren gespeicherte Energie. Die Spannungsquelle hat aber auch noch die Energie geliefert, die im Widerstand [mm] R_1 [/mm] "verbraten" wurde. Die ist genauso groß wie die gespeicherte Energie. Die von der Spannungsquelle abgegebene Energie ist also doppelt so groß wie die gespeicherte.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 15:49 Di 03.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
aaaaaaaah ok
ja ich habe [mm] R_{1} [/mm] nicht mit betrachtet.
Danke für deine Hilfe :)
Also beträgt die Energie die abgegeben wurde:
[mm] 2W_{ges} [/mm] = [mm] \bruch{5}{3}CU_{q}^{2}
[/mm]
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| Status: |
(Korrektur) fundamentaler Fehler  | | Datum: | 19:36 Mo 02.12.2013 | | Autor: | leduart |
Hallo
soweit ich sehe sind C4-C5 parallel zu C1 warum sollen die nicht geladen werden ebenso wie dann dieser Gesamtkond in Reihe zu C2 parallel zu C3
nicht alle auf dieselbe Spannung und nur 6 und 7 hängen in der Luft.
Gruss leduart
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| Status: |
(Korrektur) kleiner Fehler  | | Datum: | 00:48 Di 03.12.2013 | | Autor: | GvC |
Siehe meine vorstehende Mitteilung.
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