Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

Dieses Thema im Forum "Elektrotechnik" wurde erstellt von elektroniker1, 26 Nov. 2012.

  1. Hallo Leute,

    hätte ne kurze frage zu dem unten angehängten netzwerk und zwar:

    Ich muss bei der Zweipoltheorie das Netzwerk in einen aktiven Zweipol und in einen passiven Zweipol unterteilen wie stelle ich das hier an, ist mir iwie nicht ersichtlich.

    Teilaufgabe a) Berechnen Iab und I1-I5 mit Zweipoltheorie!

    Hoffe Ihr könnt mir helfen !

    mfg elektroniker 1 netzwerk.png
     
  2. AW: Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

    Bist Du sicher, dass IAB der von Dir eingezeichnete Strom sein soll und nicht der von A nach B?

    Ansonsten geht es hier wohl ausschließlich um das Einüben des Ersatzquellenverfahrens, welches immer dann angewendet wird, wenn nur ein Zweigstrom oder eine Zweigspannung gesucht ist. Wenn, wie in Deinem Fall alle Ströme eines Netzwerks gesucht sind, würde man eher das Maschenstrom- oder das Knotenpotentialverfahren anwenden.

    Ich nehme mal an, dass Du tatsächlich alle Ströme per Zweipoltheorie (Ersatzquellenverfahren) bestimmen sollst. Für diesen Fall musst Du die Ersatzquelle bzgl. der den gerade betrachteten Zweig begrenzenden Knoten bestimmen. Beipielsweise zur Bestimmung von I5 (Strom durch R5:

    - Herausnehmen von R5
    - Bestimmung des Innenwiderstandes bzgl der offenen Klemmen von R5:

    R_i=(R_1+R_3)||(R_2+R_4)

    - Bestimmung der Leerlaufspannung zwischen den offenen Klemmen von R5 oder Bestimmung des Kurzschlussstromes durch die Kurzschlussleitung zwischen den Klemmen von R5. Letzteres ist meiner Meinung nach einfacher, da Du den Kurzschlussstrom per Überlagerungsverfahren unter Anwendung des ohmschen Gesetzes und der Stromteilerregel direkt ablesen kannst.

    I_k=I_{q1}\cdot \frac{R_1}{R_1+R_3}+\frac{U_{q1}}{R_1+R_3}+I_{q2} \cdot \frac{R_2}{R_2+R_4}

    - Anschließen von R5 an die Erstazstromquelle

    I5 würde dann nach Stromteilerregel bestimmt zu

    I_5=I_k\cdot \frac{R_i}{R_i+R_5}

    Hiermit hast Du eine Kurzeinführung in das Ersatzquellenverfahren (Zweipoltheorie) erhalten. Ich möchte Dich aber zunächst bitten, die Aufgabenstellung zu überprüfen (s.o.).
     
  3. AW: Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

    Schon mal danke dafür ! Ja der strom Iab ist richtig hat mich auch iwie irritiert ...

    Komme auch auf keinen
    Gescheiten ansatz den zu berechnen wenn du mir da noch weiter helfen kônntest der rest funktioniert jetzt einigermaßen :)!

    Mfg
     
  4. AW: Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

    Da es sich um keinen "echten" Zweig mit Widerstand handelt, bleibt Dir nur, nach Berechnung der anderen Ströme den Knotenpunktsatz anzuwenden:

    I_{AB}=I_2-Iq

    sofern Du I2 als den Strom durch R2 von oben nach unten definierst.

    Dasselbe kommt raus, wenn Du Knotenpunktsatz für den den linken Knoten anwendest.

    I_{AB}=I_3-I_5

    sofern Du I3 von links nach rechts durch R3 und I5 von oben nach unten durch R5 definierst.

    Du könntest natürlich auch ohne Bestimmung der anderen Ströme den Strom IAB mit Hilfe des Überlagerungssatzes bestimmen.
     
  5. AW: Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

    Danke für die Infos!

    Hätte noch ne kurze frage die Stromquelle Iq2 ganz rechts kann ich ja auch nach ganz links rüber zeichnen und mit der Stromquelle Iq1 zu einer zusammen fassen oder ist dies nicht möglich ?

    Und wenn ich die Spanngsquelle Uq1 zu einer Stromquelle umwandle, kann ich dann diese Drei parallel geschalteten Stromquellen also Iq1 Iq2 (die von rechts) und die umgewandelte Iq3(ich nenn sie jetzt einfach so) zu einer zusammenfassen?

    mfg
     
  6. AW: Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

    Nein, das ist nicht möglich. Zusammenfassen lassen sich nur parallele Stromquellen. Elemente (egal ob Quellen oder Widerstände) sind dann parallelgeschaltet, wenn sie an beiden Enden miteinander verbunden sind. Iq1 und Iq2 sind aber an keinem ihrer beiden Anschlüsse miteinander verbunden.

    Du kannst Iq1 und Iq3 zu einer Quelle zusammenfassen, nicht aber Iq2 dazunehmen. Begründung s.o.
     
    #6 GvC, 28 Nov. 2012
    Zuletzt bearbeitet: 28 Nov. 2012
  7. AW: Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

    oke danke, eine frage hätte ich doch noch die quelle Iq2 kann ich aber schon links von den klemmen a und b einzeichnen oder ist das auch nicht möglich?
     
  8. AW: Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

    Ja, das könntest Du. Aber wozu?
     
  9. AW: Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

    Da sollte man bei der Teilaufgabe b, den Ersatzwiderstand und die Leerlaufspannung Uab Links der Klemmen AB berechnen...

    Ich hab dann einfach die quelle Iq2 links von den Klemmen AB gezeichnet und R2 als Rlast angesehen, kann man das so machen ? Wobei R2 ja im Leerlauf dann eh wegfällt.
     
  10. AW: Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

    Bei einer solchen Vorgabe würde ich mich allerdings an die gegebene Originaldarstellung halten und Widerstand und Stromquelle Iq2 wegnehmen, damit alles "links der Klemmen A-B" durch eine Ersatzquelle dargestellt werden kann.
     
  11. AW: Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

    Jetzt bin ich doch nochmal hier. Heute waren die ergebnisse für die aufgabe oben auf den laufwerk, ich komme allerdings auf komplett was anderes.
    Denke ich hab da was missverstanden bei der Zweipoltheorie.

    Wenn ich jetzt den Strom I2 berechnen möchte mit der zweipoltheorie muss ich das netzwerk so umzeichen das R2 als Lastwiderstand am restlichen netzwerk hängt oder ist dies falsch?
    Mein Professor meinte einfach das netzwerk in einen aktiven und einen passiven teilen, wie sollte ich in diesem Netzwerk dabei vorgehen, vorallem bei R5 und R1 ist mir das nicht so ersichtlich.

    Hab unten ein Bild angehängt, wie ich das Netzwerk umgezeichnet habe um I2 zu berechnen.
     
  12. AW: Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

    hab das bild vergessen sorry... netzwerk um.png
     
  13. AW: Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

    Vollkommen richtig. Genau so hab' ich Dir das in meinem ersten Beitrag bereits zu erklären versucht.

    Für den Strom I5 durch R5 habe ich Dir das in meinem ersten Beitrag bereits vorgeführt. Hast Du den gar nicht gelesen?

    Zur Bestimmung des Stromes I1 durch R1 gehst Du sinngemäß genauso vor.

    - Herausnehmen von R1
    - Bestimmen des Widerstandes bzgl. der offenen Klemmen von R1

    R_i=R_3+R_5||(R_3+R_4)

    - Bestimmen der Leerlaufspannung zwischen den offenen Klemmen von R1 oder des Kurzschlusstromes im Kurzschlusszweig zwischen den kurzgeschlossenen Klemmen von R1. Im vorliegenden Fall würde ich die Bestimmung des Kurzschlussstromes vorziehen. Den kann man nämlich unter Anwendung des Überlagerungssatzes, der Stromteilerregel und des ohmschen Gesetzes direkt ablesen.

    I_k=I_{q1}+I_{q2}\cdot\frac{R_2}{R_2+R_4+R_3||R_5}\cdot\frac{R_5}{R_3+R_5}-\frac{U_{q1}}{R_i}

    - Anschließen des Lastwiderstandes R1 an die Ersatzstromquelle und Bestimmung von I1 per Stromteilerregel

    I_1=I_k\cdot\frac{R_i}{R_i+R_1}

    Um zu Deinem Schaltbild bzgl. der Bestimmung von I2 durch R2 zurückzukommen. Das Schaltbild ist richtig bis auf die Ungereimtheit, dass die einzige Spannungsquelle in der Schaltung plötzlich mit Uq2 bezeichnet wird, in der Originalschaltung aber Uq1 heißt. Ich nehme an, es handelt sich nur um einen Schreibfehler. Jetzt gehst Du vor wie oben beschrieben.

    - Herausnehmen von R2
    - Bestimmen des Innenwiderstandes bzgl. der offenen Klemmen von R2

    R_i=R_4+R_5||(R_1+R_3)

    - Bestimmen des Kurzschlusstromes zwischen den kurzgeschlossenen Klemmen A-B (das halte ich auch hier für einfacher als die Bestimmung der Leerlaufspannung, aber das ist möglicherweise Geschmackssache)

    I_k=I_{q2}+I_{q1}\cdot\frac{R_1}{R_1+R_3+R_4||R_5}\cdot\frac{R_5}{R_4+R_5}+\frac{U_{q1}}{R_1+R_3+R_4||R_5}\cdot\frac{R_5}{R_4+R_5}

    - Anschließen von R2 an die Ersatzstromquelle
    - Berechnung von I2 per Stromteilerregel

    I_2=I_k\cdot\frac{R_i}{R_i+R_2}
     
  14. AW: Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

    ja das mit der spannungsquelle war ein schreibfehler sorry...

    ja ich versteh das vorgehen schon habs mir auch durchgelesen und angewandt allerdings komme ich nicht auf die von dir hergeleiteten kurzschlussströme. Nimmst du dazu das Überlagerungsverfahren oder wie könnte ich das am geschicktesten lösen?
     
  15. AW: Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

    Ja natürlich mit dem Überlagerungsverfahren. Jeder der Summanden stellt den Strom-Beitrag einer der drei Quellen dar. Zusätzlich anzuwendende Regeln sind die Stromteierregel und das ohmsche Gesetz. Du tätest gut daran, wenn Du Dir diese mal einprägen würdest.
     
  16. AW: Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

    Hab nun alles verstanden bis auf den strom i5 . Denke ich zeichne das netzwerk falsch um, vll konntest du mir ne skizze posten wäre echt super !
     
  17. AW: Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

    Da kann man doch gar nix falsch zeichnen. Ersetze einfach den Widerstand R5 durch einen Kurzschluss. Und dann bestimmst Du Ik mit Hilfe des Überlagerungssatzes, wie ich es Dir in meinem ersten Beitrag vorgeführt habe.

    Zuvor hast Du natürlich den Innenwiderstand bzgl. der offenen Klemmen von R5 (also bei herausgenommenem Widerstand R5) bestimmt, wie ebenfalls in meinem ersten Beitrag vorgeführt.

    Und dann schließt Du den Widerstand R5 an die Ersatzstromquelle an und berechnest I5 per Stromteilerregel. Das steht auch in meinem ersten Beitrag.
     
  18. AW: Gleichstromnetzwerk mittels Zweipoltheorie berechnen

    oke danke für deine hilfe und deine geduld !
     

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