Aufgabe: Wechselstromnetzwerk

Dieses Thema im Forum "Elektrotechnik" wurde erstellt von dox18, 17 Jan. 2013.

  1. Ich habe zu der folgenden Aufgabe ein paar Fragen:

    Die Schaltelemente des gezeigten Netzwerkes sind gegeben. Das Netzwerk wird mit der oszillokopierten Quellenspannung versorgt.

    a) Bestimmen Sie die Frequenz der Quellenspannung und Uq.

    F: Als Frequenz bekomme ich 125 Hz rauß. Ist das richtig? Wie komme ich auf Uq? Das muss ja in dem Bild iwie abzulesen sein. Da bräuchte ich mal eine Erklärung!

    b) Berechnen Sie die Impedanz der Parallelschaltung von LL und RL.

    F: Bis jetzt hatten wir immer nur Aufgaben mit einer Spule, hier sind es ja 2. Muss ich da für die Berechnung irgendwas beachten, oder kann ich es ganz normal wie sonst auch machen? Zuerst muss man ja die Impedanz der Induktivität berechnen(ZL).Dort muss doch die Berechnung der 2.Spule noch mit einwirken?ZL ist ja =j2TI*f*L.Ist L denn nun Li+LL??. Die Formel für die Berechnung der Parallelschaltung müsste doch ZLR= (ZL*RL)/(ZL+RL) sein oder?

    c) Berechnen Sie die Impedanz des Netzwerkes bestehend aus Li, Ri, LL, RL.


    F: Zges = Ri + ZLR ist ja die Formel?! Hier wieder nur die Frage wie es mit der 2. Spule ist.

    d) Berechnen Sie IL und UI

    F: da habe ich nur vermutungen wie diese ausgerechnet werden. Bräuchte ich mal eine Erklärung!

    e) Skizzieren Sie den Verlauf von iL in das Oszillogramm

    F: bräuchte ich auch mal eine Erklärung...



    Ich hoffe jemand kann mir da mal ein bisschen helfen.

    aufgabe_wechstelstromnetzwerk.jpg
     
    #1 dox18, 17 Jan. 2013
    Zuletzt bearbeitet: 17 Jan. 2013
  2. AW: Aufgabe: Wechselstromnetzwerk

    Guten Abend,

    leider eine etwas verspätete Anwort.
    Also fangen wir mal bei a) an:
    Die Frequenz: f=1/T ... mit T=Periodendauer=8ms => f=125Hz
    Die Sinus-Schwingung hat doch eine Amplitude (Spitzenwert) von 7,5mV, auf der y-Achse kann man ablesen, dass dieser Wert dein Uq ist.

    b)
    Impedanz der Parallelschaltung:
    Z = (R * jwL) / (R+jwL) wobei es sich nur um den Widerstand Rl & die Spule Ll handelt. (laut Aufgabe)

    c)
    Z1 = Ri + jwLi
    Z2 = (R * jwL) / (R+jwL)
    Z_ges = Z1 + Z2

    d)
    naja, das ohmsche Gesetz lautet ja R=U/I ... wenn du nur R hast und 2 Größen fehlen wirds knifflig.
    Schnapp dir einfach den Wert für U aus dem Diagramm, sprich Uq = 7,5mV und berechne I

    ---- | Z1 | ----
    | |
    | ---
    O Z2
    | ---
    ------------- - |

    I = Uq / Z_ges
    U_Z1 = Z1 * I
    U_Z2 = U_q - U_Z1 <-- gesuchter Spannungsabfall an Spule, da Para.-Schaltung => U_spule = U_widerstand
    I_L = U_Z2 / jwL ... IL soll doch der Strom sein der durch die Spule fließt, oder?

    (deine Spannung UL habe ich hier mal U_Z2 genannt)

    e)
    Der Strom müsste auch eine Sinus Schwingung sein, aber mit einer Phasenverschiebung.
    Wie man die Phasenverschiebung phi berechnet, bekomm ich um diese Uhrzeit leider nicht mehr hin ; )

    Wenns noch Fragen gibt, einfach melden.
     
    #2 Voodoo597, 19 Jan. 2013
    Zuletzt bearbeitet: 19 Jan. 2013
  3. AW: Aufgabe: Wechselstromnetzwerk

    EDIT: der Strom ist doch eine komplexe Größe, also Realteil + Imaginärteil, kannst du auch in die Form bringen: Betrag * e^phi ... dieser Winkel Phi ist deine Phasenverschiebung :)
    die Umrechnung übernimmt dein Taschenrechner, oder per Hand: phi = arctan(Realteil/Imaginärteil)
     
  4. AW: Aufgabe: Wechselstromnetzwerk

    Danke für deine ausführliche Antwort!

    1. Uq ist aber ja in der Einheit mV. Also müsste ich das ja noch durch tausend teilen um V zu bekommen, damit ich Aufgabe d) machen kann. und 2. muss Uq doch = Uq / Wurzel 2 sein. Also müsste Uq in diesem Fall ja 5,3mV sein!?

    Für Aufgabe b) habe ich 0,62 ohm rauß.

    Für Aufgabe c) Zgesamt = 0,62 + 0,18 = 0,8 ohm

    Stimmen diese Ergebnisse?

    Den Rest habe ich eigentlich verstanden.
     
  5. AW: Aufgabe: Wechselstromnetzwerk

    Guten Abend,

    also um mV in V umzurechnen musst du dir einfach die Zehnerpotenz-Tabelle anschauen. m (Milli) = 1*10^-3
    => 5,3mV = 5,3*10^-3 = 0,0053V

    Ja, das du mit Effektivwerten rechnen willst, musst du die Amplitude (û) der Sinusschwingun / Sqrt(2) rechnen.
    Daraus folgt, wie du schon sagst Uq = 5,3mV.

    Die Ergebnisse habe ich noch nicht nachgerechnet, werde ich im laufe des Abends aber machen.

    Gruß
     
  6. AW: Aufgabe: Wechselstromnetzwerk

    okay, machen wir die b) mal zusammen:
    f = 125Hz, RL = 1 Ohm, LL = 1mH

    Da Parallelschaltung:

    Z = (R*jwL) / (R+jwL)

    Z = (1 Ohm * j*2*pi*125Hz*1*10^-3H) / (1 Ohm + j*2*pi*125Hz*1*10^-3H)
    Z = 0,38 Ohm + j0,486 Ohm

    oder in Polarform: 0,62Ohm * e^(-j51°)


    Aufgabe c)
    Z der Parallelschaltung haben wir oben bereits berechnet. Nun fehlt noch Z der Reihenschaltung:

    Z = Ri+jwLi = 100*10^-3 + j*2*pi*125Hz*1*10^-3
    Z = 0,1Ohm + j78Ohm
    oder: Z = 78,5Ohm * e^j89,9°

    So, nun die gesamte Impedanz:
    Z_ges = Z1 + Z2
    Z_ges = 0,38 Ohm + j0,486 Ohm + 0,1Ohm + j78Ohm
    Z_ges = 0,48Ohm + j78,5Ohm

    oder: Z_ges = 78Ohm * e^89,9°


    Verstanden?
    evtl. Rechenfehler sind nicht auszuschließen, hab das gerade mal so auf die Schnelle gemacht ; )
    Aber es soll hier ja in erster Linie um das Verständnis gehen und nicht ob man genau auf 2 Nachkomma-Stellen gerundet hat etc.
     
  7. AW: Aufgabe: Wechselstromnetzwerk

    Aufgabe c)
    Z der Parallelschaltung haben wir oben bereits berechnet. Nun fehlt noch Z der Reihenschaltung:

    Z = Ri+jwLi = 100*10^-3 + j*2*pi*125Hz*1*10^-3
    Z = 0,1Ohm + j78Ohm
    oder: Z = 78,5Ohm * e^j89,9°

    So, nun die gesamte Impedanz:
    Z_ges = Z1 + Z2
    Z_ges = 0,38 Ohm + j0,486 Ohm + 0,1Ohm + j78Ohm
    Z_ges = 0,48Ohm + j78,5Ohm

    oder: Z_ges = 78Ohm * e^89,9°



    Also meinen Fehler habe ich verstanden, das ich i unterschlagen habe.

    aber
    wie kommst du auf j78 ohm? ich komme j0,79 ohm.
     
  8. AW: Aufgabe: Wechselstromnetzwerk

    Was sind denn das für komische Rechnungen? Wie kann der Betrag der Gesamtimpedanz 78Ohm betragen, wenn alle Wirk- und Blindwiderstände einen Betrag von maximal 1 Ohm haben?
     

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