Bombentrichter
Archiv => 9./10. Semester => Prüfungen/Testate 9./10. Sem. => Topic started by: skeptiker on February 23, 2010, 11:14:19 am
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Hallo zusammen,
ich wollte mal fragen, ob ihr schon alle Fragen beantwortet haben, die uns Dr. Schmiel zur Vorbereitung gegeben hat und ob einer mal die beantworteten Fragen hier reinstellen kann!
Grüße
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wann ist denn die Konsultation?
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wann ist denn die Konsultation?
War ursprünglich mal für diesen Donnerstag geplant, wurde aber verschoben:
Mo, 01.03., 10:00 MAR/106 und
Di, 02.03., 10:00 MAR/106.
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Hallo zusammen,
ich wollte mal fragen, ob ihr schon alle Fragen beantwortet haben, die uns Dr. Schmiel zur Vorbereitung gegeben hat und ob einer mal die beantworteten Fragen hier reinstellen kann!
Grüße
wie wärs, wenn du uns sagst, wo du probleme hast?
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Habe soweit alles beantwortet außer: 1.10-1.12 und 1.19-1.21. Das sind die einzigen Fragen, wo ich nicht weiter komme.
Grüße
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Habe soweit alles beantwortet außer: 1.10-1.12 und 1.19-1.21. Das sind die einzigen Fragen, wo ich nicht weiter komme.
Grüße
1.10: 4/3 des normalen Leistungsbedarfs
1.11: BOL Begin of Life EOL End of Life, BOL/EOL -> wird benötigt zur Auslegung von Solarzellen, um sicherzustellen, dass die Solarzellen trotz Degradation am Ende ihres Lebens noch die benötigte Leistung liefern
1.12: BOL/EOL = 10/8 = 1,25 - BOL ist immer der ausgangswert, sprich 100%, EOL in dem Fall dann 80%
1.19: da bin ich mir nicht sicher, ich vermute, es hat was mit der Schattenphase des Satelliten zu tun. Ich könnte mir denken, dass man bevorzugt in der Schattenphase mit dem Satelliten kommuniziert (weniger Last für die Systeme, da keine Energie gewandelte werden muss - ?!) wärend auf der Bodenstation Tag ist. Ist aber nur eine Vermutung..
1.20: P=U*I, man will die Stromstärke gering halten, um die Verluste zu reduzieren (Widerstand, "Plasmawechselwirkung" etc)
1.21: a) Uv = 28V , U_Solarzellen = 38V
b) Uv = 120V, U_Solarzellen = 160V Problem: eigentlich wird eine höhere Spannung benötigt, aber im LEO sollte die Solarzellenspannung nicht 160V überschreiten, sonst kommt es zu Potentialaustausch zwischen Plasmaumgebung und den SZ, die sogar Blitze erzeugen können
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Hallo,
wegen der Aufgabe 1.19:
Diese gibt es 1:1 auch in den Verständnisfragen für Raumfahrtsysteme II
Ich hatte mir da notiert (war in einer Fragestunde vor der RFSII Prüfung), dass westlich der Erdfunkstelle der Satellit noch in der Sonnenphase ist und die Sonnenenergie zur Energieversorgung genutzt wird. Ansonsten wären grosse/ oder größere Batterien notwendig.
Kann das einer bestätigen?
Desweiteren finde ich nicht die Lösung zu:
1.8/ 2.17/ 4.12/ 5.8
Drakster
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zu 1.19: kann ich bestätigen!
Der Satellit wird westlich positioniert, damit er zur Abendzeit nicht in die Schattenseite der Erde eintritt - Abendzeit hohe Beanspruchung (Telefon, I-Net, etc.) - und er somit über die Solarzellen die Energie beziehen kann und nicht auf gespeicherte Energie zurückgreifen muss.
zu 1.21
Da frage ich mich, ob bei den niedrigen Spannungen jeweils um 10V erhöht wird. Die Quasi-Standardisierung hat ja nur 28,50,70,100,120,160 V. Im Beipiel im Skript ordnet er ja 125V 120V-160V zu bei den niedrigen aber nie den nächst höheren Wert in der Quasistandardisierung, sondern halt bei 28V-38V, aus dem Besipiel würde sich ja 28V-50V ergeben. Hat das einen bestimmten Grund ?
zu 1.8
Wiederaufladung möglich (sekundäre Batterie), Wirkungsgrad, Energiedichte, Betriebstemperatur, Selbstaufheizung,... (siehe auch Skript Kap.5 S.6-12)
zu 2.17
Hängt von der Energieabgabe des Radioisotops ab (Energiedichte/Halbwertszeit) - Heliumgasproduktion (pro Zerfall eines Plutoniumkerns ernsteht ein Heliumatom + Energie)
4.12
Bei Serien-Schaltung - eine Zelle defekt - ganzer Zellenstrang defekt - Leistung sinkt (Spannung bleibt aber gleich)
korrigiert mich wenn ich hier irre!
5.8
siehe Skript Kap. 6.2 S.14 , die Anforderungen sollten auch für den Einsatz im Raumfahrzeug gelten
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zu 1.21.
nun es geht ja nur darum, die SZ Spannung höher als die Verteilerspannung zu machen, um die Verluste zu kompensieren. Diese sind natürlich Prozentual, haben wir ja alles schon durchgekaut, wenn man bei 28V 50V Verteiler nimmt, is das schon eher nen Overkill.. Ich würde mal sagen, es sind Richtwerte, aber letztlich sollte man auch die Bezahlbarkeit beachten, man müsste die SZ in dem Fall ja 80% größer machen..
Ist wohl alles etwas Schwammig. Ich würde sagen mit einer Erhöhung von 30% und dann runden, fährt man ganz gut. Aber schaun wir einfach mal, was die Aufgabenstellung hergibt, wenn er uns eine Tabelle gibt, löst sich das Problem von allein, wenn nicht, solln wir sicher nur eine Abschätzung treffen, und solange die etwas höher ist, kanns kaum falsch sein.
...um mal ne kleine Wissenschaft draus zu machen..
mal was anderes, die Geiger Nutalsche Beziehung, hab ich mir aus Wikipedia rausgeschrieben und selber interpretiert, hatten wir was dazu aufgeschrieben/im Script stehn? hab dazu nichts gefunden und bin mir jetzt nicht ganz sicher, was er da hörn will
nochwas zu BOL/EOL
das kann sich natürlich auch auf den Leistungsverlust von RTGs beziehen
nochwas: was habt ihr bei 2.25? hab bisher hoher seebeck koeff., hohe el. leitfähigk. und niedrige therm. leitfähigk. was gibt es nich? hohe temperaturfestigkeit? langzeitbeständigkeit?
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Bei 2.25 hab ich noch Hochtemperaturbeständigkeit und als Werkstoff sollte ein Halbleiter genommen werden
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Danke für die Antworten! Bin gerade noch auf eine Frage gestoßen, die ich nicht so richtig beantworten kann. Nr. 2.22 und 2.12
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thermisch Parallel und elektrisch in Reihe schalten
zur Geiger - Nuttalschen - Beziehung hab ich mit das wie gesagt aus Wiki rausgeholt
man kann damit über die Kernladungszahl Z und die Bindungsenergie (und spezielle Konstanten) die Zerfallskonstante ermitteln (und somit die Halbwertszeit eines radioaktiven Elements/Isotops)
mal ne Frage zu Aufgabe 2.26, woher bekomme ich die Fläche für das p-Glied? brauche ich ja um Ri zu ermitteln, habe aber nur die Fläche für das n-Glied.. laut den Mitschriften von der Übung und reverserechnen, müsste die p-Glied Fläche 1,24cm² sein, wie komme ich darauf? Gibt es eine Regelung über das Verhältnis von beiden Flächen?
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mal ne Frage zu Aufgabe 2.26, woher bekomme ich die Fläche für das p-Glied? brauche ich ja um Ri zu ermitteln, habe aber nur die Fläche für das n-Glied.. laut den Mitschriften von der Übung und reverserechnen, müsste die p-Glied Fläche 1,24cm² sein, wie komme ich darauf? Gibt es eine Regelung über das Verhältnis von beiden Flächen?
Laut meinen Aufzeichnung hat er doch eine Verhältnisgleichung aufgeschrieben für eine optimales cn/cp mit:
cn/cp = (roh(n)*lamda(p) / roh(p)*lamda(n))^1/2
mit dieser Formel kommst du auf ein optimales verhältnis von cn zu cp von 0,81 und über:
cn/cp = 0,81 kommst du auf cp= cn/0,81 = 1,24 (ok hier aufgerundet!)
hoffe das hat dir etwas geholfen...
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ist es möglich euch um die Tafelbilder zu fragen? Da ich anfangs noch nich über meine Ziele dieses Fach betreffend im klaren war, und eben auch ab und an LR Praktika hinzukamen fehlen mir eben einige. Leider, so stelle ich aus denen die ich habe fest, stehen dort aber doch ganz relevante dinge... Ich wäre sehr dankbar, gruß
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Morgen zusammen,
ich habe mal einige Fragen zur Aufgabe 2.23 Teil c! Ich wollte wissen welche Formel man für die Berechnung der Teilchendichte n nimmt. In meinen Mitschriften habe ich p*V=n*k*T gefunden, jedoch hat er in der Rechnung nur p=n*k*T benutzt.
Wenn ich nun die erste FOrmel benutze habe ich Probleme mit den EInheiten, also denke ich und bei der zweiten komme ich auf seine Einheiten.
Das Problem was ich auch noch habe ist, dass im letzten Teil der Rechnung ja der Druck berechnet wird. Mein Zahlenwert stimmt mit seinem überein, jedoch haut auch hier meine Einheitenbetrachtung nicht hin.
Kann mir da jemand helfen?
Grüße
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Es gehen beide Formeln, nur muss man die Definition beachten.
1. bei p * V = n R T ist n...Stoffmenge [mol], mit R=NA*k und N=n*NA ; NA ... Avogadro-Konstante --> p*V= N*k*T mit N...Teilchenanzahl
2. bei p = n k T ist n...Teilchendichte [Teilchen/m^3] --> Helium kommt nur atomar vor --> hier Atome/m^3 --> n=N/V
Der Herr Dr. Schmiel hat aber eine sehr eigene Art Einheiten zu betrachten. D.h sie werden entweder ignoriert, oder nicht hingeschrieben. Man muss folglich mitdenken.
--> über (delta N) bekommt man eine Teilchenanzahl ( wieviele Atome kommen durch Zerfall hinzu)
--> also will man wissen wieviele Atome es vorher waren. Dazu nimmt man die erste Formel
--> N=(p*V) / (kT) =(10^5 Pa * 0.01m^3)/(1.38*10^-23 J/K * [700+273]K)
--> N=N(0),He=7.44 *10^22 Atome
--> N(5a),He=N(0),He + (delta N)= 7.44*10^23 Atome + 1.46*10^24 Atome=1.53*10^24 Atome
mit N(5a) kann man jetzt in die erste Formel zurückgehen und auf p(5a) zurückrechnen.
Was Herr Dr. Schmiel gemacht hat ist, dass er das N(5a) in n(5a), also die Teilchendichte zurückgerechnet hat und dann folglich in die zweite Formel gegangen ist.
mit n(5a) =1.53*10^26 Atome/m^3 --> p(5a)= 20.54 bar = 2054392 Pa
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Hat sich eigentlich jemand mit der Frage beschäftigt, die zum Vergleich von RTG und einem Reaktor dienen soll?
Also: "1 kg U235 beinhaltet die 500.000-fache Energie, die der Zerfall von 1 kg Pu238 in 10 Jahren abgibt. Prüfen Sie diese Aussage! "
Ich komm bei besten Willen nicht darauf.
Also was ein 1kg U235 so hergibt kann man auch im Internet finden. Es sind je nach Zerfallsenergie(190-210 MeV) irgendwas um die Eu=5*10^26 MeV
Gleiches Vorgehen bei Pu238 :
Wieviele Kerne zerfallen in 10 Jahren -->N ...Zahl der insgesamt zerfallenden Teilchen
Werte für Halbwertszeit und Zerfallsenergie aus der 2.23: t=10a tH=86.4a Ezerfall=5.5 MeV
N = N0*(1-e^(-ln2*t/tH)) = 1.951*10^23
mit N0=m/M*NA = 1kg/(238g/mol)*6.022*10^23 mol^-1=2.53*10^24
--> Energie über die Zeit= Anzahl der zerfallenden Kerne * freigesetzte Energie bei einem Zerfall
--> Epu= N*Ezerfall =1*10^24 MeV
damit ergibt sich Eu/Epu=477.7 wenn mans genau macht ( Mathcad). Das sind aber keine 500000! Was ist falsch?
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is mir grad zu spät ums richtig zu rechnen, aber 1. "beinhaltet" könnte auch bedeuten die gesammte bindungsenergie ist gemeint.. dann wären es glaube ich 1817 MeV.
dann die Berechnung von N0, habs eingetippt wie du es hingeschrieben hast und komme auf ein völlig anderes ergebnis irgendwas mit 10^23
vielleicht hilft das weiter, wollte das auch nochmal durchrechnen, hatte das bei der doppelvorlesung mal versucht durchzurechnen und kam nur auf schwachsinn, habs aber auch mit nem anderen ansatz gemacht, bzw hatte einfach E1/E2 = x und dann stupide formeln zusammengeschmissen, um es nur einmal eintippen zu müssen..
zumindest meinte dr schmiel glaube ich, es müsste gehn, aber er ist sich grad nicht sicher, ich glaube er hat das skript nur übernommen
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Hallo zusammen,
ich bin gerade noch mal über 3.1 gestolpert und mir ist aufgefallen, dass ich zwar sagen kann was das Tröpfchenmodell aussagt, aber nicht wie darauf eine Kernspaltung abläuft. Kann mir da jemand vielleicht noch ein paar Tipps geben?
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zur 3.1
Nicht jedes Neutron/Proton, was an einem Isotop vorbeifliegt/sich in der Nähe befindet, löst auch eine Spaltung aus. Warum ist das so?
Der Kern muss auch an der richtigen Stelle "getroffen" werden. Für die Kernspaltung bevorzugte Kerne sind schwere Isotope. Also Kerne mit hohem Neutronenüberschuss.
Nach dem Tröpfchenmodell wird der Kern durch den Überschuss einer Spezies (Parität) und die unsymmetrische Verteilung instabiler. Genauer gesagt geht mehr von der im Kern befindlichen Volumenenergie darauf diese Instabilitäten auszugleichen.
Wird das Neutron z.B. genau dort absorbiert, wo bereits eine hohe Ungleichverteilung an Neutronen vorliegt(siehe Script - Abbildung Symmetrie), ist die Wahrscheinlichkeit größer das es dem Kern nun endgültig zu viel wird. Der Kern spaltet sich auf.
Bei einem Proton kommt noch die gegenseitige Abstoßung hinzu.
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Guten Morgen. Mir ist gerade aufgefallen (besser spät als nie), dass ich zu Brennstoffzellen nur fünf-sechs Folien oder so habe und zu Flywheels gar nichts - die Vorlesungen dazu musste ich praktikumsbedingt ausfallen lassen. Gibts dazu irgendein extra Skript von Hrn Hörenz, das ich verpasst habe?
Ansonsten komm ich mit folgenden Fragen nicht so ganz klar:
4.4 - intrinsische Schicht ist für amorphes Si notwendig, aber warum?
4.6 - Dient das Kapton nur dem Thermalschutz oder gabs da noch was?
5.5 - Die fünf Arten krieg ich zusammen, Wirkungsgrade und Brennstoffe gibts auch im Skript, aber Ionentransport?
5.6 - Redoxreaktionen?
5.7 - Ohmsche Verluste, Konzentrationspolarisation, Aktivierungspolarisation (39) oder ohmscher Widerstand, Durchtrittsüberspannung, Diffusionsüberspannung (40)?
5.8 - Anforderungen, Einsatzgrenzen für Brennstoffzellen im RFZ? Speicherung/Zuführung der Reaktionsmittel würde ich sagen und dann Temperaturbegrenzungen, aber wurde dazu irgendwas genaueres gesagt?
6.4 - Wie wird die Momentenübertragung auf den Satelliten bei Beschleunigung des Flywheels verhindert?
6.5 - massenspezifische Festigkeit -> CFK (wenns nicht ausgasen würde)?
6.7 - Kugel/Nadel (Schmierung gast aus), Flüssigkeitsgelagert (gast auch aus), magnetgelagert (stört evtl Instrumente?) ?
Zur 3.1 hätt ich einfach geschrieben, dass der Kern durch das absorbierte Neutron zum Schwingen angeregt wird und wenn die Energie gross genug ist, einfach auseinandergerissen wird - wie ein Fluidtropfen, den man solange auseinanderzieht, bis die Oberflächenspannung nicht mehr ausreicht, um ihn zusammenzuhalten.
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4.4 --> google; uni giessen: Dünnschichtsolarzellen bestehen aus amorphem Silizium
Zellen aus amorphem Silizium werden aus sogenannten pin-Strukturen aufgebaut. Durch die undotierte Schicht im pn-Übergang wird das Volumen in dem das elektrische Feld vorliegt erheblich vergrößert. Warum wird für amorphes Silizium diese Struktur bevorzugt? Wie sieht der Verlauf des E-Feldes in der pin-Struktur aus?
Da in amorphen Halbleitermaterialen die die Valenz- und Leitungsbandstruktur immer wieder unterbrochen und verschwommen ist, können im amorphen Silizium Photonen auch direkt absorbiert werden. Um ein Absinken der Diffusionslängen bei hohen Dotierungen zu verhindern, platziert man die intrinsische Schicht zwischen die p- und die n- Schicht. Durch die intrinsische Schicht wird außerdem der Bereich des Feldes vergrößert, was zu einer hohen Trennungswahrscheinlichkeit der Elektron-Loch-Paare in der Raumladungszone führt.
4.6 Kapton-Klebebänder haben eine gute Haftkraft auf unterschiedlichsten Untergründen und sind ultrahoch temperaturbeständig
5.5 Tja, da muss man wohl jede einzelne Zelle googeln. Elektrolyt ist ja zum Glück mit angegeben in der Übersicht im Skript
5.6 Ja, so ist es.
5.7 Dazu gibts 2 Folien im Kapitel 6 ( elektrochemische Verluste + weitere Verluste)
el-chem:
– Ladungsdurchtritt
– Ionenleitung bzw. -diffusion
– Ohm‘sche Verluste
Weitere Verluste ergeben sich durch die Nichtnutzung der Wärme, die begrenzte Gasausnutzung, und dem Pumpenwirkungsgrad ηmech
5.8 Hohe Arbeitstemperatur(-->TCS), Druckbehälter für Gase(-->Sicherheit), Speicherkapazität der besagten Tanks(-->Langzeitmissonen -->massenspez. Energiedichte)
6.4 Die Verwendung eines Systems aus zwei gegenderehenden Drallrädern --> übertragener Drehimpuls ist null.
6.5 Da gibts im Kapitel 6 am Anfang eine gelb unterlegte Tabelle --> Dichte, Querkontraktionszahl, Festigkeit in radialer und tangentialer Richtung -->T800/Epoxy, Titan, Stahl, Alu
6.7 Folie Kapitel 6 zum kombiniertem CEACS:
Mögliche Lagerprinzipien:
reine mechanische Lager sind nicht einsetzbar (Reibungsverluste, Unwuchten führen zu Schwingungen)
→ magnetische Lagerungs – Prinzipien:
1. Supraleitende Magnetlager → permanente Kühlung
2. Diamagnetische Lager → zu geringe Steifigkeit
3. Elektrodynamische Lager → keine statische Festigkeit, hohe Verluste
4. Permanentmagneten → instabil
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Danke. Hab grade gemerkt, warum ich nichts zu Kapitel 6 habe - hatte es runtergeladen, aber nicht mit ausgedruckt. Und ich wunder mich... :glare:
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ich hoffe es ist noch nich zu spät und es liest das noch jemand
kann mir jemand die ergebnisse zu 2.26 und 2.27 posten??
bin mir nich sicher ob meine Leistung eher so oder so sein sollte
Danke
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ich hoffe es ist noch nich zu spät und es liest das noch jemand
kann mir jemand die ergebnisse zu 2.26 und 2.27 posten??
bin mir nich sicher ob meine Leistung eher so oder so sein sollte
Danke
Ich hab bei 2.26 [latex]$P=1,42W$[/latex] bei [latex]$\eta=0,109$[/latex].
Für 2.27:
a) [latex]$A=0,98m²$[/latex]
b) [latex]$x_{graphit}=4,36cm$[/latex]
c) [latex]\alpha_0=23,4 \frac{W}{kg}[/latex]
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Hi!
Jetzt muss ich mal diesen alten Thread ausgraben, in der Hoffnung, dass mir jemand helfen kann:
Ich bin leider nicht im Besitz der Tafelbilder (Fernstudent) und habe Probleme bei der Aufgabe 3.25 und 4.17. Vielleicht hat jemand von euch dazu einen Lösungsweg.
Danke!