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Prüfungen/Testate 5./6. Sem. / Interplanetare Raumfahrtmissionen
« on: July 24, 2015, 09:46:47 pm »
Bei einem Beitrag steht "rubber pills". Ich glaube, rubbLE war gemeint. Dies beschreibt die Entstehung von Doppelasteroiden.
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Praktika 3./4. Semester / Praktikum 7 - Drehstromantrieb
« on: May 22, 2015, 04:33:40 pm »
2005
- Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie von einer ASM einmal ohne Zusatzwiderstand und einmal mit (die Kennlinie mit hat einen größeren Kippschlupf als die ohne Widerstand, das Kippmoment bleibt gleich)
- wie groß wird der Anlaufstrom (also wieviel vom Nennstrom) und wie kann man ihn möglichst gering halten (ich habe keine ahnung)
- die Tangentenmethode erklären, mit Bildchen
- was ausrechnen im stil von dem was in nicks beschreibungen vorkommt.
2006
- Drehzahl, Wirkungsgrad und cos(phi) berechnen
- M-N-Diagramm für ne U/f - Steuerung
- 63%-thermische Zeitkonstante erklären
- 2 Möglichkeiten zur Drehzahländerung nennen
2008
1.) Wie kann man das Anzugsmoment einer ASM erhöhen? (2 Möglichkeiten waren gefragt; z.B. U erhöhen, Dreieck-statt Sternschaltung, Zusatzwiderstände, anderer Stromverdrängungsläufer)
2. Bei welcher Frequenz U/f=konst und Einfluss auf Mk? (unter 50Hz, Mk bleibt konstant)
3. Kennlinie ASM mit Ukleineres Mk)
Einfluss der niedrigeren Betriebsspannung? (Mk kleiner, Ma kleiner, sk und n0 gleich)
4. Berechnungen:
geg: Pb, cosphi, U, I, zp(bzw.p), s, Frequenz ist mit 50Hz anzunehmen
ges: 1. Drehzahl (N über Formel für Schlupf ausrechnen, Nd aus Nd=f/zp)
2. Bemessungsdrehmoment (Mb=Pb/(2pi*N))
3. aufgenommene el. Leistung (Pel=wurzel3*UI*cosphi)
4. Wirkungsgrad (tau=Pb/Pel)
1.wann gilt U/f= konstant(unterhalb von 50Hz) M-N-Kennlinien für f(b), ff(b) in ein diagramm zeichnen(dabei darauf achten, dass das kippmoment bei der kurve f>f(b) anders ist als bei den anderen beiden kennlinien)
2. drehzahl berechnen, cos phi , wirkungsgrad, abgegebene leistung berechnen(beispiele und lösungen dafür sind ein paar beiträge drüber zu finden)
3. 63% kriterium erklären + skizze
4. 2 möglichkeiten zur drezahländerung nennen!(änderung der frequenz, änderung der spannung)
1. Was bewirkt ein Zusatzwiderstand im Läuferkreis? Dazu für R=0 und R>0 das
N-M-Diagramm zeichnen.
2. Für einen Erwärmungsvorgang mit der Tangentenmethode tau ermitteln.
3. Wie hoch liegt bei einer DASM in etwa der Anlaufstrom?
Welche Möglichkeiten gibt es, ihn zu begrenzen?
4. Rechenaufgabe, wobei eine sinnvolle Polpaarzahl und f=50 Hz vorausgesetzt werden
könnnen, was aber nicht dasteht!!! Sonst lässt sich der Schlupf aus den gegebenen Werten
Ub, Ib, cos(phib), eta b, Nb nicht berechnen.
2010
1. In welchem Bereich gilt U/f=const? Welche Auswirkungen hat das auf das Kippmoment?
2. Welche Möglichkeiten gibt es das Anzugsmoment zu erhöhen?
3. Zeichnen sie ein N=f(M) Diagramm für U=Ub und U
1) Einer ASM nimmt bei Sternschaltung 400 V und bei Dreieckschaltung 230V. Kann man der Motor mit dem 230/400 V Netz betreiben? oder so was!
Hauptsache ist, dass der Motor nicht geeignet war. Ich habe als begründung geschrieben, dass das Netz bei Sternschaltung 230V und bei Dreieckschaltung 400V abgibt und wurde als richtig bewertet.
2)Wie wird das Drehmoment in einer ASM erzeugt? (Physikalish gesehen. Die Lesitungsformel ist nicht gefragt!)
3)Habe ich mich nicht bemerkt.
Man sollte die Kennlinie einer ASM mit und ohne Drehzahlspannungssteuerung zeichnen und sagen, dass das Drehmoment proportional zur U^2 ist
4) Unterschied der Kennlinien bei Dreieck-, und Sternschaltung?
Also die Kennlinien zeichnen und erklären was konstant bleibt bzw sich ändert.
2011
1. Aufgabe war das mit der 400V Sternschaltung/230V Dreieckschaltung.
2. Physikalische Einflussgrößen auf das Drehmoment
3. Bekomme ich nicht mehr ganz zusammen, aber ich glaube es war angegeben, dass M=,093*M.N, M.K=1,3*M.N ist und der ASM hatte bei stationärem Betrieb Spannungsschwankungen von U=0,8*U.N
Jetzt sollte man einmal verbal und einmal rechnerisch begründen was mit dem Motor passiert. Halt, dass der dann nicht das volle Drehmoment liefert usw.
4. M-n - Diagramm von Stern- und Dreieckschaltung zeichnen, auswirkungen auf n.k M.k und M.a angeben.
2012
Wie kann man die Drehzahl steuern? (Schreibt alles hin, was euch einfällt)
Wie kann man die Drehrichtung der ASM ändern? (In der Lösung stand glaube einfach die Anschlüsse vertauschen aber kp)
Wie kann man den Anlaufstrom verringern aber gleichzeitig das Anzugsmoment erhöhen? (Stromverdränungsläufer und Zusatzwiderstände hatte ich geschrieben)
N-M-Kennlinie zeichnen mit und ohne Widerstand. Wobei es bei uns scheinbar egal war ob auf der x-Achse N oder M abgetragen war.
Letzte frage war die mit den 2 Motoren ... nehmt Motor 2^^
1) Berechnungsaufgabe (siehe Kontrollfragen)
2) N-M-Kennlinie mit eintragen von verschiedenen wichtigen Punkten(Mk,Nk,..)
WICHTIG: der bemessungspunkt muss im bereich unterhalb anlaufmoment liegen!!!
3) N-M-Kennlinie für f=fb=50Hz, ffb
4) Läuferarten von Asynchronmaschinen (Schleifring, Käfig)
- Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie von einer ASM einmal ohne Zusatzwiderstand und einmal mit (die Kennlinie mit hat einen größeren Kippschlupf als die ohne Widerstand, das Kippmoment bleibt gleich)
- wie groß wird der Anlaufstrom (also wieviel vom Nennstrom) und wie kann man ihn möglichst gering halten (ich habe keine ahnung)
- die Tangentenmethode erklären, mit Bildchen
- was ausrechnen im stil von dem was in nicks beschreibungen vorkommt.
2006
- Drehzahl, Wirkungsgrad und cos(phi) berechnen
- M-N-Diagramm für ne U/f - Steuerung
- 63%-thermische Zeitkonstante erklären
- 2 Möglichkeiten zur Drehzahländerung nennen
2008
1.) Wie kann man das Anzugsmoment einer ASM erhöhen? (2 Möglichkeiten waren gefragt; z.B. U erhöhen, Dreieck-statt Sternschaltung, Zusatzwiderstände, anderer Stromverdrängungsläufer)
2. Bei welcher Frequenz U/f=konst und Einfluss auf Mk? (unter 50Hz, Mk bleibt konstant)
3. Kennlinie ASM mit U
Einfluss der niedrigeren Betriebsspannung? (Mk kleiner, Ma kleiner, sk und n0 gleich)
4. Berechnungen:
geg: Pb, cosphi, U, I, zp(bzw.p), s, Frequenz ist mit 50Hz anzunehmen
ges: 1. Drehzahl (N über Formel für Schlupf ausrechnen, Nd aus Nd=f/zp)
2. Bemessungsdrehmoment (Mb=Pb/(2pi*N))
3. aufgenommene el. Leistung (Pel=wurzel3*UI*cosphi)
4. Wirkungsgrad (tau=Pb/Pel)
1.wann gilt U/f= konstant(unterhalb von 50Hz) M-N-Kennlinien für f(b), f
2. drehzahl berechnen, cos phi , wirkungsgrad, abgegebene leistung berechnen(beispiele und lösungen dafür sind ein paar beiträge drüber zu finden)
3. 63% kriterium erklären + skizze
4. 2 möglichkeiten zur drezahländerung nennen!(änderung der frequenz, änderung der spannung)
1. Was bewirkt ein Zusatzwiderstand im Läuferkreis? Dazu für R=0 und R>0 das
N-M-Diagramm zeichnen.
2. Für einen Erwärmungsvorgang mit der Tangentenmethode tau ermitteln.
3. Wie hoch liegt bei einer DASM in etwa der Anlaufstrom?
Welche Möglichkeiten gibt es, ihn zu begrenzen?
4. Rechenaufgabe, wobei eine sinnvolle Polpaarzahl und f=50 Hz vorausgesetzt werden
könnnen, was aber nicht dasteht!!! Sonst lässt sich der Schlupf aus den gegebenen Werten
Ub, Ib, cos(phib), eta b, Nb nicht berechnen.
2010
1. In welchem Bereich gilt U/f=const? Welche Auswirkungen hat das auf das Kippmoment?
2. Welche Möglichkeiten gibt es das Anzugsmoment zu erhöhen?
3. Zeichnen sie ein N=f(M) Diagramm für U=Ub und U
1) Einer ASM nimmt bei Sternschaltung 400 V und bei Dreieckschaltung 230V. Kann man der Motor mit dem 230/400 V Netz betreiben? oder so was!
Hauptsache ist, dass der Motor nicht geeignet war. Ich habe als begründung geschrieben, dass das Netz bei Sternschaltung 230V und bei Dreieckschaltung 400V abgibt und wurde als richtig bewertet.
2)Wie wird das Drehmoment in einer ASM erzeugt? (Physikalish gesehen. Die Lesitungsformel ist nicht gefragt!)
3)Habe ich mich nicht bemerkt.
Man sollte die Kennlinie einer ASM mit und ohne Drehzahlspannungssteuerung zeichnen und sagen, dass das Drehmoment proportional zur U^2 ist
4) Unterschied der Kennlinien bei Dreieck-, und Sternschaltung?
Also die Kennlinien zeichnen und erklären was konstant bleibt bzw sich ändert.
2011
1. Aufgabe war das mit der 400V Sternschaltung/230V Dreieckschaltung.
2. Physikalische Einflussgrößen auf das Drehmoment
3. Bekomme ich nicht mehr ganz zusammen, aber ich glaube es war angegeben, dass M=,093*M.N, M.K=1,3*M.N ist und der ASM hatte bei stationärem Betrieb Spannungsschwankungen von U=0,8*U.N
Jetzt sollte man einmal verbal und einmal rechnerisch begründen was mit dem Motor passiert. Halt, dass der dann nicht das volle Drehmoment liefert usw.
4. M-n - Diagramm von Stern- und Dreieckschaltung zeichnen, auswirkungen auf n.k M.k und M.a angeben.
2012
Wie kann man die Drehzahl steuern? (Schreibt alles hin, was euch einfällt)
Wie kann man die Drehrichtung der ASM ändern? (In der Lösung stand glaube einfach die Anschlüsse vertauschen aber kp)
Wie kann man den Anlaufstrom verringern aber gleichzeitig das Anzugsmoment erhöhen? (Stromverdränungsläufer und Zusatzwiderstände hatte ich geschrieben)
N-M-Kennlinie zeichnen mit und ohne Widerstand. Wobei es bei uns scheinbar egal war ob auf der x-Achse N oder M abgetragen war.
Letzte frage war die mit den 2 Motoren ... nehmt Motor 2^^
1) Berechnungsaufgabe (siehe Kontrollfragen)
2) N-M-Kennlinie mit eintragen von verschiedenen wichtigen Punkten(Mk,Nk,..)
WICHTIG: der bemessungspunkt muss im bereich unterhalb anlaufmoment liegen!!!
3) N-M-Kennlinie für f=fb=50Hz, f
4) Läuferarten von Asynchronmaschinen (Schleifring, Käfig)
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Praktika 3./4. Semester / Praktikum 5 - Verbraucher am Drehstromnetz
« on: May 11, 2015, 04:57:16 pm »
Antestate-Sammlung (aus den letzten Beiträgen)
(siehe 6 Beiträge oben)
2015
a1)
• 3 gleiche Widerstände sollten ins DS-Netz eingebunden werden.
1.1)
• jeweils Dreieck/Sternschaltung zeichen
1.2)
• Schein- und Wirkleistung vergleichen (anders als es die Aufgabenstellung suggeriert war hier eine Begründung notwendig, warum auch immer.....)
1.3)
• in 1.1) jeweils Messgeräte zur Leistungsmessung einzeichnen + Formeln angeben (Amperemeter, Voltmeter, Wattmeter)
a2)
hier waren wieder die Bemessungsdrehzahl einer DSAM gegeben
2.1)
• Polpaarzahl angeben
2.2)
• Bedingungen angeben, damit DSAM und GSM (als Generator) Stromlos zusammengeschlossen werden können (1. gleiche Drehrichtung, 2. gleiche Leerlaufdrehzahl, gleiches Moment)
2015
An einen Drehstromkreis (U=400V, f=50Hz) werden drei unterschiedliche Verbraucher angeschlossen(230V, 400V, 3*230V)
a) Schaltplan
b) Schaltplan mit Amper-, Volt- und Wattmeter
An den Drehstromkreis wird eine ASM angeschlossen (T=2850min^-1, P=1500W, cos(phi)=0,85, U=400V, I=3A)
a) Schein-, Wirk-, Blind- und Bemessungsleistung
b) Welche Betriebsmittel für Blindleistungskompensation und wie werden diese verschaltet (Spule in Reihe, Kondensator parallel)
Anhänge
Zusammenfassung der Kontrollfragen zur Versuchvorbereitung (nach dem Link)
1. L1,L2,L3,N, Ströme nach unten, U12, U23, U13, U1…3N nach unten
Dreieckschaltung: Widerstände bilden ein Dreieck, Spannungen im Uhrzeigersinn
Sternschaltung: Widerstände „parallel“ zueinander, UL1…3N nach unten
2.Drehstromleistung
*symmetrisch belastet:
-3 Stränge des Verbrauchers gleich belastet
-I gleich
-Leistungen pro Verbraucher einzeln ausrechnen und addieren
*Unsymmetrisch belastet:
-3 Stränge ungleich belastet
-I unterschiedlich
-Leistungen pro Strang ausrechnen und addieren
3.Leistungsmessung im Drehstromnetz
*Bei symmetrischen Belastung:
-Einwattmetermethode; P=3α
-Dreileiter-Drehstrom; P=3α
*Bei beliebiger Belastung
-Aronschaltung; P=α1+α2
-Dreiwattmetermethode; P=α1+α2+α3
Wattmeter: α=Ux*Icos(ϕ)
4. [Vorbereitung PK2 hilfreich]
-Reihenschaltung von R und L: [Z]=R=wL, phi, I=U/[Zges]
-Reihenschaltung von R und C: [Z]=1/WC, phi, I=U/[Zges]
-Parallelschaltung von R und C: Xc, I=U*sqrt(1/R²+1/Xc²), phi
-Reihenschaltung von R,C und L: [Zges]=sqrt(Re²+Im²), phi, I
5. Messung und Berechnung von Blindleistung Q
-Einwattmetermethode bei symmetrischer Belastung: Q=3*(alpha/sqrt(3))
-Dreiwattmetermethode bei beliebiger Belastung: Q=(a1+a2+a3)/sqrt(3)
Berechnung S=UI-->Q=sin(phi)UI
6. cos(phi)=P/S, wenn cos(phi) kleiner --> Blindleistung Q höher (Blindstrom)
bei gleicher Wirkleistung P
Unternehmen müssen höhere S zur Verfügung stellen---> höhere Generatorleistung---> mehr Anlagekosten
größere Leistungsquerschnitte bei gleicher U
==> Blindleistungskompensation erforderlich
7. Über diese erforderliche Blindleistungskompensation...
Ql und Qc entgegengerichtet
-induktiv. Q--> Kondensatoren und umgekehrt
-kapazitive Zweipole bei induk. Q
-induktive Zweipole bei kapaz. Q
-rotierende SM mit entsprech. Phasenverschiebung zwischen U und I
8. Kondensatorenbatterie in Dreieckschaltung
cos(phi)b=P/S P=Ub*Ib
Qasm=Ub*Ib*sin(phi)b*sqrt(3)
C=[Qc]/3Ub²2pif
9. Arbeitspunkt, Kippmoment, Anzugsmoment... (siehe Skript ET II)
A als Arbeitspunkt bei Synchronbetrieb beider Antriebsmaschinen
Nasm=Ngsm; Masm=Mgsm
Belastungsänderung=Drehzahlstellung N=(Ma/2pikmphim)-(RaMi/2pi(kmphim)²)
Mittels Änderung Ua, Ka, phim
10. Symmetrische Drehstromverbraucher
S=sqrt(UL*IE); Q=sqrt(S²-P²)
cos(phi)=P/S
Reihenschaltung R/L: UR=Ucos(phi)
UL=Usin(phi)
R=UR/I; L=XL/2pif; XL=UL/I
Parallelschaltung IR=Icos(phi); IL=Isin(phi); R=U/IR; XR=UL/IL; L=XL/2pif
11. Verlustsleistung in Wärme umgesetzt ^= Wirkleistung ^= Leistung am Widerstand
Pv=I²R (Reihe) Pv=U²/R (RC Serie) Pv=I²R (RCL Serie)
Quote from: Bombenrichter
Und wieder mal eine Zusammenfassung aller Testate
(siehe 6 Beiträge oben)
2015
a1)
• 3 gleiche Widerstände sollten ins DS-Netz eingebunden werden.
1.1)
• jeweils Dreieck/Sternschaltung zeichen
1.2)
• Schein- und Wirkleistung vergleichen (anders als es die Aufgabenstellung suggeriert war hier eine Begründung notwendig, warum auch immer.....)
1.3)
• in 1.1) jeweils Messgeräte zur Leistungsmessung einzeichnen + Formeln angeben (Amperemeter, Voltmeter, Wattmeter)
a2)
hier waren wieder die Bemessungsdrehzahl einer DSAM gegeben
2.1)
• Polpaarzahl angeben
2.2)
• Bedingungen angeben, damit DSAM und GSM (als Generator) Stromlos zusammengeschlossen werden können (1. gleiche Drehrichtung, 2. gleiche Leerlaufdrehzahl, gleiches Moment)
2015
An einen Drehstromkreis (U=400V, f=50Hz) werden drei unterschiedliche Verbraucher angeschlossen(230V, 400V, 3*230V)
a) Schaltplan
b) Schaltplan mit Amper-, Volt- und Wattmeter
An den Drehstromkreis wird eine ASM angeschlossen (T=2850min^-1, P=1500W, cos(phi)=0,85, U=400V, I=3A)
a) Schein-, Wirk-, Blind- und Bemessungsleistung
b) Welche Betriebsmittel für Blindleistungskompensation und wie werden diese verschaltet (Spule in Reihe, Kondensator parallel)
Anhänge
Quote from: De Inge
Immer diese Praktikas mit: " Da mach mal und such alles irgendwo zusammen"
aber am besten nichtaus "gewissen" Internetforen da ja dort nur Fehler drin stehen...
und unser Zauberscript ist ja auch sehr aussagekräftig...
aber hauptsache es ist bunt und mit einer tollen vorder und rückseite. mannmannmann
hab da mal eine paar Skripte gefunden die ausagekräftiger und gebündelter sind.
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/m_et/Labor_pdf/Ami%20Pro%20-%20EM_LAB3.pdf
http://www.tet.tu-harburg.de/Praktikum/PDFs/Versuch5.pdf
http://www.ate.uni-due.de/data/dokumente/praktikum/Dreiphasensysteme.pdf
Zusammenfassung der Kontrollfragen zur Versuchvorbereitung (nach dem Link)
1. L1,L2,L3,N, Ströme nach unten, U12, U23, U13, U1…3N nach unten
Dreieckschaltung: Widerstände bilden ein Dreieck, Spannungen im Uhrzeigersinn
Sternschaltung: Widerstände „parallel“ zueinander, UL1…3N nach unten
2.Drehstromleistung
*symmetrisch belastet:
-3 Stränge des Verbrauchers gleich belastet
-I gleich
-Leistungen pro Verbraucher einzeln ausrechnen und addieren
*Unsymmetrisch belastet:
-3 Stränge ungleich belastet
-I unterschiedlich
-Leistungen pro Strang ausrechnen und addieren
3.Leistungsmessung im Drehstromnetz
*Bei symmetrischen Belastung:
-Einwattmetermethode; P=3α
-Dreileiter-Drehstrom; P=3α
*Bei beliebiger Belastung
-Aronschaltung; P=α1+α2
-Dreiwattmetermethode; P=α1+α2+α3
Wattmeter: α=Ux*Icos(ϕ)
4. [Vorbereitung PK2 hilfreich]
-Reihenschaltung von R und L: [Z]=R=wL, phi, I=U/[Zges]
-Reihenschaltung von R und C: [Z]=1/WC, phi, I=U/[Zges]
-Parallelschaltung von R und C: Xc, I=U*sqrt(1/R²+1/Xc²), phi
-Reihenschaltung von R,C und L: [Zges]=sqrt(Re²+Im²), phi, I
5. Messung und Berechnung von Blindleistung Q
-Einwattmetermethode bei symmetrischer Belastung: Q=3*(alpha/sqrt(3))
-Dreiwattmetermethode bei beliebiger Belastung: Q=(a1+a2+a3)/sqrt(3)
Berechnung S=UI-->Q=sin(phi)UI
6. cos(phi)=P/S, wenn cos(phi) kleiner --> Blindleistung Q höher (Blindstrom)
bei gleicher Wirkleistung P
Unternehmen müssen höhere S zur Verfügung stellen---> höhere Generatorleistung---> mehr Anlagekosten
größere Leistungsquerschnitte bei gleicher U
==> Blindleistungskompensation erforderlich
7. Über diese erforderliche Blindleistungskompensation...
Ql und Qc entgegengerichtet
-induktiv. Q--> Kondensatoren und umgekehrt
-kapazitive Zweipole bei induk. Q
-induktive Zweipole bei kapaz. Q
-rotierende SM mit entsprech. Phasenverschiebung zwischen U und I
8. Kondensatorenbatterie in Dreieckschaltung
cos(phi)b=P/S P=Ub*Ib
Qasm=Ub*Ib*sin(phi)b*sqrt(3)
C=[Qc]/3Ub²2pif
9. Arbeitspunkt, Kippmoment, Anzugsmoment... (siehe Skript ET II)
A als Arbeitspunkt bei Synchronbetrieb beider Antriebsmaschinen
Nasm=Ngsm; Masm=Mgsm
Belastungsänderung=Drehzahlstellung N=(Ma/2pikmphim)-(RaMi/2pi(kmphim)²)
Mittels Änderung Ua, Ka, phim
10. Symmetrische Drehstromverbraucher
S=sqrt(UL*IE); Q=sqrt(S²-P²)
cos(phi)=P/S
Reihenschaltung R/L: UR=Ucos(phi)
UL=Usin(phi)
R=UR/I; L=XL/2pif; XL=UL/I
Parallelschaltung IR=Icos(phi); IL=Isin(phi); R=U/IR; XR=UL/IL; L=XL/2pif
11. Verlustsleistung in Wärme umgesetzt ^= Wirkleistung ^= Leistung am Widerstand
Pv=I²R (Reihe) Pv=U²/R (RC Serie) Pv=I²R (RCL Serie)
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Praktika 3./4. Semester / Praktikum 2 - R, L, C bei Gleich- und Wechselstrom
« on: May 06, 2015, 10:42:32 pm »
Schein-, Wirk- und Blindleistung
Metapher: Scheinleistung=Bierglas
Blindleistung=Schaum
Wirkleistung=Bier ohne Schaum
Die Wirkleistung wird im Bauelement vollständig in Wärme oder Arbeit umgesetzt.
Die Blindleistung ist ein Maß dafür, wie viel Energie zwischen den Energiequellen und -speichern im Netz hin- und hergeschoben wird.
Die Scheinleistung ist eine Rechengröße. Sie entspricht dem Produkt der Effektivwerte von Strom und Spannung (ohne Beachtung des Phasenversatztes)
Typische Aufgabe: P (Wirkleistung) ist schon gegeben ; S (Scheinleistung) = U*I ; Q (Blindleistung) = U*I*sin(phi) = S*sin(phi) (sich mit der Geometrie heraushelfen)
S=sqrt(Q²+P²), wissenschaftliche Darstellung anschauen (Dreieck)
Konsultation 5 ET I
Bandbreite
Kenngröße der Signalverarbeitung, die die Breite des Intervalls in einem Frequenzspektrum festlegt, in dem die dominanten Frequenzanteile eines zu übertragenden oder zu speichernden Signal liegen. Durch obere und untere Grenzfrequenz charakterisiert. (...) Beispielsweise entspricht bei dem System eines Tiefpassfilters die 3-dB-Bandbreite genau der Bandbreite B des Filters, sie wird daher Auch als 3-dB-Grenzfrequenz bezeichnet.
Wikipedia
Hoch-/Tiefpass
RL Hochpass: R oben, L unten
RL Tiefpass: R unten, L oben
RC Hochpass: R unten, C oben
RC Tiefpass R oben, C unten
Eselbrücke: RL->R bestimmt hoch/tief; RC->C bestimmt hoch/tief
Kurven: -Hochpass U2/U1-f nach oben (sqrt-artig)
-Tiefpass U2/U1-f nach unten (umg.exponential aussehend)
Vergrößerung des Widerstandes--->Ausgangsspannung
-RC hoch +
-RC tief -
-RL hoch -
-RL tief +
Eselbrücke: RL->Spannung reduziert mit Höhe
RC-> Spannung wächst mit Höhe
Erhöhung der Frequenz f--->Ausgangsspannung
-RC hoch: +
-RC tief: -
-RL hoch: +
-RL tief: -
Eselbrücke: Spannung wächst mit Hohe
LC Tiefpass C unten
LC Hochpass C oben
fg=1/2piRC
fg=R/2piL
"Hans"-Größen
Resistance (Widerstand) R
Reaktanz Xl, typisch Spule, wächst mit f, Verspätung von A=1/4T über U
Reaktanz Xc, typisch Kondensator, reduziert mit f, A zeitiger um 1/4T über U
Impedanz Z, Hypotenus Dreieck R/X
EDF-Doku (FR,AAA)
Eigenfrequenz
Eine Eigenfrequenz eines schwingfähigen Systems ist eine Frequenz, mit der das System nach einmaliger Anregung als Eigenform schwingen kann.
Wenn einem solchen System von außen Schwingungen aufgezwungen werden, deren Frequenz mit der Eigenfrequenz übereinstimmt, reagiert das System bei schwacher Dämpfung mit besonders großen Amplituden, was man als Resonanz bezeichnet.
Wikipedia
Metapher: Scheinleistung=Bierglas
Blindleistung=Schaum
Wirkleistung=Bier ohne Schaum
Die Wirkleistung wird im Bauelement vollständig in Wärme oder Arbeit umgesetzt.
Die Blindleistung ist ein Maß dafür, wie viel Energie zwischen den Energiequellen und -speichern im Netz hin- und hergeschoben wird.
Die Scheinleistung ist eine Rechengröße. Sie entspricht dem Produkt der Effektivwerte von Strom und Spannung (ohne Beachtung des Phasenversatztes)
Typische Aufgabe: P (Wirkleistung) ist schon gegeben ; S (Scheinleistung) = U*I ; Q (Blindleistung) = U*I*sin(phi) = S*sin(phi) (sich mit der Geometrie heraushelfen)
S=sqrt(Q²+P²), wissenschaftliche Darstellung anschauen (Dreieck)
Konsultation 5 ET I
Bandbreite
Kenngröße der Signalverarbeitung, die die Breite des Intervalls in einem Frequenzspektrum festlegt, in dem die dominanten Frequenzanteile eines zu übertragenden oder zu speichernden Signal liegen. Durch obere und untere Grenzfrequenz charakterisiert. (...) Beispielsweise entspricht bei dem System eines Tiefpassfilters die 3-dB-Bandbreite genau der Bandbreite B des Filters, sie wird daher Auch als 3-dB-Grenzfrequenz bezeichnet.
Wikipedia
Hoch-/Tiefpass
RL Hochpass: R oben, L unten
RL Tiefpass: R unten, L oben
RC Hochpass: R unten, C oben
RC Tiefpass R oben, C unten
Eselbrücke: RL->R bestimmt hoch/tief; RC->C bestimmt hoch/tief
Kurven: -Hochpass U2/U1-f nach oben (sqrt-artig)
-Tiefpass U2/U1-f nach unten (umg.exponential aussehend)
Vergrößerung des Widerstandes--->Ausgangsspannung
-RC hoch +
-RC tief -
-RL hoch -
-RL tief +
Eselbrücke: RL->Spannung reduziert mit Höhe
RC-> Spannung wächst mit Höhe
Erhöhung der Frequenz f--->Ausgangsspannung
-RC hoch: +
-RC tief: -
-RL hoch: +
-RL tief: -
Eselbrücke: Spannung wächst mit Hohe
LC Tiefpass C unten
LC Hochpass C oben
fg=1/2piRC
fg=R/2piL
"Hans"-Größen
Resistance (Widerstand) R
Reaktanz Xl, typisch Spule, wächst mit f, Verspätung von A=1/4T über U
Reaktanz Xc, typisch Kondensator, reduziert mit f, A zeitiger um 1/4T über U
Impedanz Z, Hypotenus Dreieck R/X
EDF-Doku (FR,AAA)
Eigenfrequenz
Eine Eigenfrequenz eines schwingfähigen Systems ist eine Frequenz, mit der das System nach einmaliger Anregung als Eigenform schwingen kann.
Wenn einem solchen System von außen Schwingungen aufgezwungen werden, deren Frequenz mit der Eigenfrequenz übereinstimmt, reagiert das System bei schwacher Dämpfung mit besonders großen Amplituden, was man als Resonanz bezeichnet.
Wikipedia
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Praktika 3./4. Semester / Praktikum 2 - R, L, C bei Gleich- und Wechselstrom
« on: May 06, 2015, 09:06:36 am »
Beschreibung von Wechselgrößen im Zeitbereich und als komplexe Größen (rotierende und ruhende Zeiger, Scheitel- und Effektivwert, Nullphasenwinkel)
rotierende Zeiger: Wird der Nullphasenwinkel um eine zeitabhängige Komponente ωt erweitert, so entsteht ein rotierender Zeiger. Seine mathematische Schreibweise in komplexer Form lautet:
Trigonometrische Form u(t)=û[cos(ωt+φ)+jsin(ωt+φ)] (6)
Exponentialform u(t)=ûexp(j(ωt+φ)) (7) = ûexp(jφ)*exp(ωt) u(t)=ûexp(jωt) (
Amplitudenzeiger û
Zeitunabhängig û=ûexp(jφ)
Der Amplitudenzeiger ist eine komplexe Größe und zeitunabhängig. Zum Zeitpunkt t=0 steht er um den Anfangs- und Nullphasenwinkel zur reellen Achse gedreht und rotiert anschließend mit der Kreisfrequenz ω. Der Exponentialausdruck in der GL. ( enthält die Zeitfunktion. (aus Elektroniktutor)
Ruhende Zeiger: Wird das rechtwinklige kartesische oder Polarkoordinatensystem durch die gaußsche Zahlebene ersetzt, so gelangt man zur komplexen Darstellung. Die x-Achse ist als reelle Achse und die y-Achse als imaginäre Achse definiert. In diesem Koordinatensystem lassen sich komplexe Größen durch die Angabe eines Realteils Re und Imaginärteils Im darstellen. Das Bild zeigt einen ruhenden Spannungszeiger in der komplexen Zahlenebene. Komplexe Größen werden mit einem Unterstrich geschrieben. Der Zeigeranfang liegt im Koordinatenursprung. Die positiv zählende Drehrichtung erfolgt links herum.
U=u1+ju2 (3)
U=ûcosφ+ûjsinφ
U1 reelle u2 imaginäre Komponente
U=û(cosφ+jsinφ) (4)
Der komplexe Spannungszeiger kann durch Projektionen auf die Koordinatenachsen in eine reelle Komponente u1 und eine imaginäre Komponente zerlegt werden. Beides sind reine Zahlenwerte. Für das im Bild dargestellte Beispiel lautet die komplexe Spannung mit ihren Komponenten geschrieben: u=4V+j3V (aus Elektroniktutor)
Scheitelwert: der größte Betrag der Augenblickswerte eines Wechsel-Signals; dieses ist ein periodisches Signal mit dem Gleichwert Null, z.B. eine Wechselspannung. Bei sinusförmigen Wechselsignalen wird der Scheitelwert als Amplitude bezeichnet. (DIN 40110-1/Wikipedia)
Typische Funktionen mit Scheitelwerten:
Maximalwert y(circonflexe hoch(ch)) u. Minimalwert y(circonflexe niedrig(cn))
Bedingung periodische Funktionen: y(t+T)=y(t)
Zusatz Wechselgrößen: y(Strich)=0 oder int(0,T,y(t),dt)=0
Symmetrische Rechteckfunktionen: y(t)=y(ch)*1 wenn 0(Wikipedia)
Effektivwert: Wurzel des Mittelwerts der Quadrate. Der Effektivwert gibt denjenigen Wert einer Gleichgröße an, der an einem ohmschen Verbraucher in einer repräsentativen Zeit dieselbe elektrische Energie, also auch im Gleichwert dieselbe elektrische Leistung umsetzt.
U(Schlange)=sqrt((1/T)(int,0,T,u²(t),dt)) (Konsultation 11 ET II/Wikipedia)
Rechteckfunktionen: Ueff=Uspitz*sqrt(t/T)
Sinusförmigen: Ueff=1/sqrt(2)*Uspitz
Dreieckfunktionen: Ueff=1/sqrt(3)*Uspitz
Mit Rundungen: Ueff=1/2*Uspitz (Internetsuche)
Nullphasenwinkel: Voraussetzung: gleiche Frequenz, gleiche Quelle. Φ=Phasenwinkel zwischen 2 gleichen oder ungleichen Größen (z.B. U,I oder U,U). Nullphasenwinkel sind die Phasenwinkel, die vom Ursprung aus gemessen werden. φ=φu-φi (TFH Berlin, Dr. Suchaneck)
rotierende Zeiger: Wird der Nullphasenwinkel um eine zeitabhängige Komponente ωt erweitert, so entsteht ein rotierender Zeiger. Seine mathematische Schreibweise in komplexer Form lautet:
Trigonometrische Form u(t)=û[cos(ωt+φ)+jsin(ωt+φ)] (6)
Exponentialform u(t)=ûexp(j(ωt+φ)) (7) = ûexp(jφ)*exp(ωt) u(t)=ûexp(jωt) (
Amplitudenzeiger û
Zeitunabhängig û=ûexp(jφ)
Der Amplitudenzeiger ist eine komplexe Größe und zeitunabhängig. Zum Zeitpunkt t=0 steht er um den Anfangs- und Nullphasenwinkel zur reellen Achse gedreht und rotiert anschließend mit der Kreisfrequenz ω. Der Exponentialausdruck in der GL. (
enthält die Zeitfunktion. (aus Elektroniktutor)Ruhende Zeiger: Wird das rechtwinklige kartesische oder Polarkoordinatensystem durch die gaußsche Zahlebene ersetzt, so gelangt man zur komplexen Darstellung. Die x-Achse ist als reelle Achse und die y-Achse als imaginäre Achse definiert. In diesem Koordinatensystem lassen sich komplexe Größen durch die Angabe eines Realteils Re und Imaginärteils Im darstellen. Das Bild zeigt einen ruhenden Spannungszeiger in der komplexen Zahlenebene. Komplexe Größen werden mit einem Unterstrich geschrieben. Der Zeigeranfang liegt im Koordinatenursprung. Die positiv zählende Drehrichtung erfolgt links herum.
U=u1+ju2 (3)
U=ûcosφ+ûjsinφ
U1 reelle u2 imaginäre Komponente
U=û(cosφ+jsinφ) (4)
Der komplexe Spannungszeiger kann durch Projektionen auf die Koordinatenachsen in eine reelle Komponente u1 und eine imaginäre Komponente zerlegt werden. Beides sind reine Zahlenwerte. Für das im Bild dargestellte Beispiel lautet die komplexe Spannung mit ihren Komponenten geschrieben: u=4V+j3V (aus Elektroniktutor)
Scheitelwert: der größte Betrag der Augenblickswerte eines Wechsel-Signals; dieses ist ein periodisches Signal mit dem Gleichwert Null, z.B. eine Wechselspannung. Bei sinusförmigen Wechselsignalen wird der Scheitelwert als Amplitude bezeichnet. (DIN 40110-1/Wikipedia)
Typische Funktionen mit Scheitelwerten:
Maximalwert y(circonflexe hoch(ch)) u. Minimalwert y(circonflexe niedrig(cn))
Bedingung periodische Funktionen: y(t+T)=y(t)
Zusatz Wechselgrößen: y(Strich)=0 oder int(0,T,y(t),dt)=0
Symmetrische Rechteckfunktionen: y(t)=y(ch)*1 wenn 0
Effektivwert: Wurzel des Mittelwerts der Quadrate. Der Effektivwert gibt denjenigen Wert einer Gleichgröße an, der an einem ohmschen Verbraucher in einer repräsentativen Zeit dieselbe elektrische Energie, also auch im Gleichwert dieselbe elektrische Leistung umsetzt.
U(Schlange)=sqrt((1/T)(int,0,T,u²(t),dt)) (Konsultation 11 ET II/Wikipedia)
Rechteckfunktionen: Ueff=Uspitz*sqrt(t/T)
Sinusförmigen: Ueff=1/sqrt(2)*Uspitz
Dreieckfunktionen: Ueff=1/sqrt(3)*Uspitz
Mit Rundungen: Ueff=1/2*Uspitz (Internetsuche)
Nullphasenwinkel: Voraussetzung: gleiche Frequenz, gleiche Quelle. Φ=Phasenwinkel zwischen 2 gleichen oder ungleichen Größen (z.B. U,I oder U,U). Nullphasenwinkel sind die Phasenwinkel, die vom Ursprung aus gemessen werden. φ=φu-φi (TFH Berlin, Dr. Suchaneck)
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Praktika 3./4. Semester / Praktikum 2 - R, L, C bei Gleich- und Wechselstrom
« on: April 26, 2015, 08:24:54 pm »
Ort
Hinweise-Blatt: Toeplerbau, Raum 134
„Zu diesem Semester kann man sagen das der Anfangstest derselbe ist wie hier in der Post. Beachtet jedoch, dass der Raum durch die Baustelle sich geändert hat. Der Versuch findet in Toepler 113 b statt.“
Vorbereitung des Protokolls
„Ansonsten würde ich noch raten, das Protokoll gut vorzubereiten, weil das Praktikum relativ umfangreich ist. Schreibt euch die Gleichungen wirklich auf, damit das Rechnen keine große Zeit in Anspruch nimmt.“
„Insgesamt ein ordentliches Praktikum, für das man viel vorbereiten muss.“
„daher mein Tipp: setz dich vorher mit deinen beiden Mitstreitern zusammen und bereitet das Protokoll zusammen vor. zu einen ist es dann fertig, zum anderen schauen sie dir nicht nur ahnungslos zu.“
„über die Sinnhaftigkeit bei einem Praktikum ALLES vorarbeiten zu müssen lässt sich natürlich streiten
daher der tipp: wer einen GTR besitzt, erstelle in dem vorab eine Tabelle, die die bei 3. auszurechnenden werte berechnet. im Praktikum sind dann nur noch die vorgegebenen Frequenzen als Argumente zu übergeben (werte der Bauteile stehen hinten in der Anleitung). Das ist zwar relativ viel Arbeit vorab mit der Formelfummelei, aber ihr spart unendlich Zeit und Nerven.“
„Warum viele Leute das Praktikum als so einfach bezeichnen, ist mir ein Rätsel. Hatte selten so viel Stress und Vorbereitungszeit investiert.“
„bei den muskeltier-one Protokollen hab ich mir alle durchgelesen und aus denen dann eins gebastelt, welches mir richtig erschien. die sind also zum großen Teil noch aktuell, aber nicht komplett richtig.
Bei dem Praktikum dauert echt die Vorbereitung am längsten, doch wenn man das fleißig macht, ist es keine große Hürde.“
„P.S.: Bereitet die Aufgaben gut vor die im Praktikum mit VA gekennzeichnet sind, man spart sich locker die Hälfte vom Protokoll wenn man gut vorbereitet reingeht.
Wir haben leider das Praktikum zu zweit gemacht und die Zeit hat nicht gereicht.“
„zeit ist wie immer relativ knapp, ohne gut vorbereitetes Protokoll unmöglich schaffbar.“
„ansonsten war alles beim alten, gute Vorarbeit beim Protokoll sollte man schon geleistet haben und dann zügig durcharbeiten, dann sollte es keine Probleme mit dem Praktikum geben.“
Protokollschreiben
„Die Leute mit einem GTR können die Tabellenkalkulation nutzen.
Passt bei den Zeigerbildern auf, welchen Winkel ihr Wo antragen müsst.
für alle die ein Problem mit 5.2 haben,...
der Widerstand des Kondensators wird immer kleiner, je größer die Frequenz wird...
Bei der Spule exakt anders herum... das kann man aus den Formeln ableiten!!!
Xc=1/(2*pi*f*C)
Xl=2*pi*f*L
folglich fällt bei höherer Frequenz immer mehr Spannung über der Spule und immer weniger über dem Kondensator ab.“
„Noch ein paar Hinweise zu den Wertetabellen von s320lang aus Post #54
- 1. Tabelle zu Aufgabe 1.2.: es war (zumindest heute?) NICHT nötig U_N, U_C und die dazu gehörigen Messfehler zu berechnen
- 2. Tabelle zu Aufgabe 1.2.: es muss U_2/U_N heißen
- 1. Tabelle zu Aufgabe 2.2.: es war NICHT nötig U_N, U_R (nicht 100% sicher ob es die beiden waren) und die dazu gehörigen Messfehler zu berechnen
- 2. Tabelle zu Aufgabe 2.2.: es muss U_2/U_N heißen
- zu Aufgabe 3.2.: bei Messfehler ist natürlich der Messfehler vom gemessenen U_2 im Vergleich zu U_2err gemeint
- zu Aufgabe 4: es heißt nicht Z_U sondern U_Z (nur damit in der Hektik des Praktikums keine Verwirrung aufkommt^^)
- zu Aufgabe 5: stimmt so.“
„An mehreren Stellen regte sich der Leiter über ein falsches Vorzeichen am Phi auf, obwohl trotzdem klar war, in welche Richtung Strom und Spannung letztendlich verschoben sind. Im Grunde nur eine Form. bzw. Definitionssache.
Deswegen gab es dann Punktabzug, weil die Diagramme um die X-Achse gespiegelt waren. Aus Zeitmangel fehlte auch noch ein bisschen was, sodass wir dann mit Erster-Bonus 5,5 Punkte aufs Protokoll bekamen.“
„Bei dem Protokoll haben wir bei 1. und 2. die Zeigerbilder zuerst vergessen und dann nachgereicht, wo man eigentlich nur aufpassen muss wo des Phi ist. Bei 1. zwischen Ur und Uq bei 2. zwischen Uc und Uq. Ach ja und bei den Diagrammen hatten wir einen Vorzeichenfehler von Phi, also am besten einfach immer den Betrag von Phi meine die Betreuerin
Bei uns wurde Rm generell vernachlässigt, habens aber in der Allgemeinen Formel mitgeschleppt.“
Das Wort einer Praktikumsleiterin
„Nachdem es bei den Diagrammen mit der Phasenverschiebung MAL WIEDER wegen des Vorzeichenfehlers zu Punktabzug kam, wurde die allgemeine Verwendung des Betrages der Phasenlage kurz angesprochen. Da diese Darstellung MATHEMATISCH nicht falsch ist, habe ich bestätigt, dass dies eine Möglichkeit gewesen wäre. Ich habe NICHT gesagt, dass man das immer so machen sollte!!! Ich habe zu Beginn des Praktikums extra darauf hingewiesen, dass DARAUF ZU ACHTEN ist, ob die Phasenverschiebung POSITIV oder NEGATIV ist. Denn das ist im Prinzip auch das WESEN dieses Versuches - sich deutlich werden zu lassen, dass je nach Bauteil bzw. Bauteilkombination oder Messtelle und Frequenz verschiedene Phasenlagen existieren/gemessen werden. Würden jetzt alle einfach nur noch den Betrag überall ranschreiben, geht der Sinn des Praktikums verloren. Andere Betreuer wären mit der Darstellung des Betrages sicher auch nicht einverstanden. Und vor allem möchte ich nicht dieses "...aber die hat gesagt das geht so..." auf meinen Schultern rum tragen. Wie gesagt, mathematisch keine Einwände, aber fürs Praktikum nicht zu empfehlen...sorry.
Und schließlich noch zu der Sache mit den Zeigerdiagrammen in Aufgabe 1 und 2:
in der Anleitung steht ganz genau drin, WELCHE Phasenverschiebung (also zwischen welchen Spannungen) gemessen werden soll. Einfach mal die AUFGABENSTELLUNG RICHTIG LESEN! Dann läuft alles noch viel besser.
Ich wünsche allen, die PK2 noch vor sich haben viel Erfolg
Gruß, die kleine nette Betreuerin“
Hinweise-Blatt: Toeplerbau, Raum 134
„Zu diesem Semester kann man sagen das der Anfangstest derselbe ist wie hier in der Post. Beachtet jedoch, dass der Raum durch die Baustelle sich geändert hat. Der Versuch findet in Toepler 113 b statt.“
Vorbereitung des Protokolls
„Ansonsten würde ich noch raten, das Protokoll gut vorzubereiten, weil das Praktikum relativ umfangreich ist. Schreibt euch die Gleichungen wirklich auf, damit das Rechnen keine große Zeit in Anspruch nimmt.“
„Insgesamt ein ordentliches Praktikum, für das man viel vorbereiten muss.“
„daher mein Tipp: setz dich vorher mit deinen beiden Mitstreitern zusammen und bereitet das Protokoll zusammen vor. zu einen ist es dann fertig, zum anderen schauen sie dir nicht nur ahnungslos zu.“
„über die Sinnhaftigkeit bei einem Praktikum ALLES vorarbeiten zu müssen lässt sich natürlich streiten
daher der tipp: wer einen GTR besitzt, erstelle in dem vorab eine Tabelle, die die bei 3. auszurechnenden werte berechnet. im Praktikum sind dann nur noch die vorgegebenen Frequenzen als Argumente zu übergeben (werte der Bauteile stehen hinten in der Anleitung). Das ist zwar relativ viel Arbeit vorab mit der Formelfummelei, aber ihr spart unendlich Zeit und Nerven.“
„Warum viele Leute das Praktikum als so einfach bezeichnen, ist mir ein Rätsel. Hatte selten so viel Stress und Vorbereitungszeit investiert.“
„bei den muskeltier-one Protokollen hab ich mir alle durchgelesen und aus denen dann eins gebastelt, welches mir richtig erschien. die sind also zum großen Teil noch aktuell, aber nicht komplett richtig.
Bei dem Praktikum dauert echt die Vorbereitung am längsten, doch wenn man das fleißig macht, ist es keine große Hürde.“
„P.S.: Bereitet die Aufgaben gut vor die im Praktikum mit VA gekennzeichnet sind, man spart sich locker die Hälfte vom Protokoll wenn man gut vorbereitet reingeht.
Wir haben leider das Praktikum zu zweit gemacht und die Zeit hat nicht gereicht.“
„zeit ist wie immer relativ knapp, ohne gut vorbereitetes Protokoll unmöglich schaffbar.“
„ansonsten war alles beim alten, gute Vorarbeit beim Protokoll sollte man schon geleistet haben und dann zügig durcharbeiten, dann sollte es keine Probleme mit dem Praktikum geben.“
Protokollschreiben
„Die Leute mit einem GTR können die Tabellenkalkulation nutzen.
Passt bei den Zeigerbildern auf, welchen Winkel ihr Wo antragen müsst.
für alle die ein Problem mit 5.2 haben,...
der Widerstand des Kondensators wird immer kleiner, je größer die Frequenz wird...
Bei der Spule exakt anders herum... das kann man aus den Formeln ableiten!!!
Xc=1/(2*pi*f*C)
Xl=2*pi*f*L
folglich fällt bei höherer Frequenz immer mehr Spannung über der Spule und immer weniger über dem Kondensator ab.“
„Noch ein paar Hinweise zu den Wertetabellen von s320lang aus Post #54
- 1. Tabelle zu Aufgabe 1.2.: es war (zumindest heute?) NICHT nötig U_N, U_C und die dazu gehörigen Messfehler zu berechnen
- 2. Tabelle zu Aufgabe 1.2.: es muss U_2/U_N heißen
- 1. Tabelle zu Aufgabe 2.2.: es war NICHT nötig U_N, U_R (nicht 100% sicher ob es die beiden waren) und die dazu gehörigen Messfehler zu berechnen
- 2. Tabelle zu Aufgabe 2.2.: es muss U_2/U_N heißen
- zu Aufgabe 3.2.: bei Messfehler ist natürlich der Messfehler vom gemessenen U_2 im Vergleich zu U_2err gemeint
- zu Aufgabe 4: es heißt nicht Z_U sondern U_Z (nur damit in der Hektik des Praktikums keine Verwirrung aufkommt^^)
- zu Aufgabe 5: stimmt so.“
„An mehreren Stellen regte sich der Leiter über ein falsches Vorzeichen am Phi auf, obwohl trotzdem klar war, in welche Richtung Strom und Spannung letztendlich verschoben sind. Im Grunde nur eine Form. bzw. Definitionssache.
Deswegen gab es dann Punktabzug, weil die Diagramme um die X-Achse gespiegelt waren. Aus Zeitmangel fehlte auch noch ein bisschen was, sodass wir dann mit Erster-Bonus 5,5 Punkte aufs Protokoll bekamen.“
„Bei dem Protokoll haben wir bei 1. und 2. die Zeigerbilder zuerst vergessen und dann nachgereicht, wo man eigentlich nur aufpassen muss wo des Phi ist. Bei 1. zwischen Ur und Uq bei 2. zwischen Uc und Uq. Ach ja und bei den Diagrammen hatten wir einen Vorzeichenfehler von Phi, also am besten einfach immer den Betrag von Phi meine die Betreuerin
Bei uns wurde Rm generell vernachlässigt, habens aber in der Allgemeinen Formel mitgeschleppt.“
Das Wort einer Praktikumsleiterin
„Nachdem es bei den Diagrammen mit der Phasenverschiebung MAL WIEDER wegen des Vorzeichenfehlers zu Punktabzug kam, wurde die allgemeine Verwendung des Betrages der Phasenlage kurz angesprochen. Da diese Darstellung MATHEMATISCH nicht falsch ist, habe ich bestätigt, dass dies eine Möglichkeit gewesen wäre. Ich habe NICHT gesagt, dass man das immer so machen sollte!!! Ich habe zu Beginn des Praktikums extra darauf hingewiesen, dass DARAUF ZU ACHTEN ist, ob die Phasenverschiebung POSITIV oder NEGATIV ist. Denn das ist im Prinzip auch das WESEN dieses Versuches - sich deutlich werden zu lassen, dass je nach Bauteil bzw. Bauteilkombination oder Messtelle und Frequenz verschiedene Phasenlagen existieren/gemessen werden. Würden jetzt alle einfach nur noch den Betrag überall ranschreiben, geht der Sinn des Praktikums verloren. Andere Betreuer wären mit der Darstellung des Betrages sicher auch nicht einverstanden. Und vor allem möchte ich nicht dieses "...aber die hat gesagt das geht so..." auf meinen Schultern rum tragen. Wie gesagt, mathematisch keine Einwände, aber fürs Praktikum nicht zu empfehlen...sorry.
Und schließlich noch zu der Sache mit den Zeigerdiagrammen in Aufgabe 1 und 2:
in der Anleitung steht ganz genau drin, WELCHE Phasenverschiebung (also zwischen welchen Spannungen) gemessen werden soll. Einfach mal die AUFGABENSTELLUNG RICHTIG LESEN! Dann läuft alles noch viel besser.
Ich wünsche allen, die PK2 noch vor sich haben viel Erfolg
Gruß, die kleine nette Betreuerin“
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Praktika 3./4. Semester / Praktikum 2 - R, L, C bei Gleich- und Wechselstrom
« on: April 26, 2015, 10:23:43 am »
R, L, C bei Gleich- und Wechselstrom
Elektrischer Widerstand [R]= 1Ω (Ohm)
Induktivität [L]= 1H (Henry)
Elektrische Kapazität [C]= 1F (Farad)
Gliederung der Beiträge:
1) Eingangstestat-Sammlung (aus den letzten Beiträgen)
2) Hinweise über den Versuch (aus den letzten Beiträgen)
3) Vorausgesetzte und im Eingangstestat nachzuweisende Kenntnisse
4) Anhänge
Hochpass
2012
3. Zeichnen sie das Schaltbild einschließlich Spannungsquelle für einen Hochpass.
Skizzieren sie den Betrag der Ausgangsspannung abhängig von der Frequenz in einem
Diagramm.
2011
3) Eine Spule und ein Widerstand werden als Hochpass verwendet. Zeichnen Sie das Ersatzschaltbild für diese Anwendung und kennzeichnen Sie den Eingang und Ausgang der Schaltung. Erklären Sie den Begriff Hochpassverhalten in Worten.
4) Der Hochpass besteht aus einem Widerstand R = 300 Ohm und einer Spule L = 500 mH. Berechnen Sie die Grenzfrequenz f Index 45 der Schaltung, sowie den Betrag der Ausgangsspannung für eine Frequenz f = 50 Hz und eine Eingangsspannung U Index e = 10 V.
2010
Aufgabe 3: Mit einer Spule und einem Widerstand soll ein Hochpass erzeugt werden. Entwerfen sie eine geeignete Schaltung und kennzeichnen sie Eingang und Ausgang der Schaltung.
Aufgabe 4: Zum Hochpass aus Aufgabe 3 sind jetzt L und R gegeben. (Zahlenmäßig)
Wie groß ist die Grenzfrequenz f45 und wie groß ist die Ausgangsspannung bei f=50 Hertz?
Impedanz
2011
2. Der Transformator wird im Leerlauf betrieben (I2=0). Berechnen Sie die Ausgangs-
Impedanz Z = U1 / I1 des Netzwerkes. Berechnen Sie die Spannung U2 !
U1, R1, R2, Lh, f
3. Der Transformator wird sekundärseitig kurzgeschlossen. Berechnen Sie die
Ausgangsimpedanz und die Spannung U2.
2.) Für die Bauelemente waren werte gegeben ( Kapazität, Induktivität, Widerstand, etc.). Berechnen sie Gesamtimpedanz, deren Betrag, Phasenwinkel.
2010
2. war die berechnung der impedanz und von u2 wenn i2 = 0 ist
Schein-, Wirk- und Blindleistung und Winkel
2011
4. Aus Messungen an der Sekundärseite ergaben sich:
bla bla Werte
Berechnen Sie Wirk-, Blind- und Scheinleistung
5) An einer elektrischen Maschine wurden folgende Werte gemessen: U = 230V, I = 3A, P = 500 W. Berechnen Sie die Scheinleistung, die Blindleistung, den Phasenwinkel und den Wicklungswiderstand der Maschine.
5.) weiß ich leider nich mehr genau, war aber i-was mit Leistungsberechnung.
2010
Aufgabe 5: I, U, P eines Motores gegeben.
Gesucht: Scheinleistung, Blindleistung, Phasenwinkel, Wicklungswiderstand.
Admittanz und Resonanz
2011
2) Ein Parallel(!)resonanzkreis besteht aus einer Spule L = 0,3 H, einem Kondensator C = 1 µF und einem Widerstand R = 200 Ohm ( f = 30 Hz ). Berechnen Sie die Admittanz der Schaltung, deren Betrag und die Resonanzfrequenz der Schaltung.
2010
Aufgabe 2: Gegeben: R, L, C
Ermitteln sie die Gesamtadmittanz, deren Betrag und den Phasenwinkel phi der parallel geschalteten Bauelemente.
Wie groß ist die Resonanzfrequenz?
2012
2. a) Berechnen sie allgemeingültig den komplexen Spannungsteiler U1/U sowie dessen
Betrag |U1/U| und den Phasenwinkel 'Phi' zwischen U1 und U für die Schaltung aus 1.
b) Berechnen sie die Resonanzfrequenz (U=20V, R=150Ω, C=25 μF, L=500mH).
2011
3.) Geben sie die Resonanzbedingung an und leiten sie die Thomson'sche Schwingungsgleichung her.
Eigenfrequenz und Bandbreite
2011
1) Erklären Sie in Worten die Begriffe Eigenfrequenz eines Systems und Bandbreite.
2010
Aufgabe 1: Erklären sie die Begriffe Eigenfrequenz und Bandbreite in Worten!
Reihenschwingkreis
2012
1. Zeigerbild eines Reihenschwingkreises zeichnen.
2011
1.) Sie haben die Bauelemente Kondensator, Spule, Widerstand, Spannungsquelle, ein Amperemeter und ein Voltmeter. Zeichen sie einen Schaltplan von Reihenschwingkreis mit den gegebenen Bauelementen. zeichnen sie dazu ein Amperemeter ein, dass den Gesamtstrom misst, und ein Voltmeter, welches die Spannung über der Spule misst. Zeichnen sie außerdem alle nötigen Spannungen und Zählpfeile ein.
Klassisch/Sonstiges
2011
Gegeben war ein Transformator als Ersatzschaltbild mit 2 Maschen.
1. Ergänzen Sie die fehlenden Ströme und Spannungen im Ersatzschaltbild!
Ergänzen Sie das qualitative Zeigerbild für alle Ströme und Spannungen
der Masche 2. Gegeben ist ein induktiver Laststrom I2 an der Sekundärseite.
2012
4. An einem passiven Zweipol wurden bei f=100Hz folgende Größen gemessen:
U=8V, I=200mA, φ=φu-φi=45°.
Geben sie eine Reihenersatzschaltung mit 2 Bauelementen für den passiven Zweipol an.
Berechnen sie die Werte der Bauelemente.
2011
4.) Zeichnen sie für f f.res die Zeigerbilder mit Beschriftungen.
6.) Auslegung eine Kondesators für ein Industrieunternehmen: Bestimmen sie die nötige Kapazität die der Kondensator haben muss!
geg.: P, I, R, phi (kann auch noch was gewesen sein, weiß nich mehr)
2010
1) Eine Schaltung mit einem Widerstand, einem Kondensator und einer Spule zeichnen.
Die Spannung die über den Kondensator abfällt und der Gesamtstrom sind zu messen.
Also Voltmeter parallel zum Kondensator und Amperemeter in Reihe.
2)Zeigerbilder für:
f=fres; ffres
Die 3. und 4. Aufgaben sind fast gleich den hier geposteten Testaten.
1. war glaube ein schlatbild mit 2 maschen gegeben und man musste noch fehlende größen ströme und spannungen eintragen sowie ein zeigerbild dazu ergänzen.
3. war das gleiche gesucht nur das diesmal ein kurzschluss bei i2 war oder so ähnlich
4. war dann die bereits erwähnte aufgabe zum berechnen von P,Q und S
Muster (Link)
Frage 1: Gegeben ist die folgende Schaltung:
R = 200 Ω L = 0,5 H C = 10 μF Ûq = 10 V f = 100 Hz
Berechnen Sie
a) den komplexen Widerstannd Z, den Scheinwiderstand Z und den
Phasenwinkel ϕ;
b) den Effektivwert des Stromes I
c) Zeichnen Sie ein maßstäbliches Zeigerbild aller Spannungen (Zeigerlänge=
Effektivwert)
Frage 2: An einem passiven Zweipol wurden die folgenden Größen ermittelt:
U = 20 V; f = 50 Hz; I = 1A ; ϕ = ϕu- ϕt = 60°
a) Berechnen Sie die Wirk-, Blind- und Scheinleistung.
b) Geben Sie eine Reihen- oder Parallelschaltung mit 2 Bauelementen für den
passiven Zweipol an.
Bestimmen Sie die Werte der Bauelemente.
Mein Erlebnis: Antestat Variante B (08.05.2015)
1. Schaltplan malen (bestimmt Reihenschwingkreis)
2. Frequenz berechnen
3. 3 qualitative Zeigerbilder für f & fres malen
4. XC, XL, Z berechnen
5. Blind-, Schein-, Wirkleistung und Kapazität berechnen
Elektrischer Widerstand [R]= 1Ω (Ohm)
Induktivität [L]= 1H (Henry)
Elektrische Kapazität [C]= 1F (Farad)
Gliederung der Beiträge:
1) Eingangstestat-Sammlung (aus den letzten Beiträgen)
2) Hinweise über den Versuch (aus den letzten Beiträgen)
3) Vorausgesetzte und im Eingangstestat nachzuweisende Kenntnisse
4) Anhänge
Hochpass
2012
3. Zeichnen sie das Schaltbild einschließlich Spannungsquelle für einen Hochpass.
Skizzieren sie den Betrag der Ausgangsspannung abhängig von der Frequenz in einem
Diagramm.
2011
3) Eine Spule und ein Widerstand werden als Hochpass verwendet. Zeichnen Sie das Ersatzschaltbild für diese Anwendung und kennzeichnen Sie den Eingang und Ausgang der Schaltung. Erklären Sie den Begriff Hochpassverhalten in Worten.
4) Der Hochpass besteht aus einem Widerstand R = 300 Ohm und einer Spule L = 500 mH. Berechnen Sie die Grenzfrequenz f Index 45 der Schaltung, sowie den Betrag der Ausgangsspannung für eine Frequenz f = 50 Hz und eine Eingangsspannung U Index e = 10 V.
2010
Aufgabe 3: Mit einer Spule und einem Widerstand soll ein Hochpass erzeugt werden. Entwerfen sie eine geeignete Schaltung und kennzeichnen sie Eingang und Ausgang der Schaltung.
Aufgabe 4: Zum Hochpass aus Aufgabe 3 sind jetzt L und R gegeben. (Zahlenmäßig)
Wie groß ist die Grenzfrequenz f45 und wie groß ist die Ausgangsspannung bei f=50 Hertz?
Impedanz
2011
2. Der Transformator wird im Leerlauf betrieben (I2=0). Berechnen Sie die Ausgangs-
Impedanz Z = U1 / I1 des Netzwerkes. Berechnen Sie die Spannung U2 !
U1, R1, R2, Lh, f
3. Der Transformator wird sekundärseitig kurzgeschlossen. Berechnen Sie die
Ausgangsimpedanz und die Spannung U2.
2.) Für die Bauelemente waren werte gegeben ( Kapazität, Induktivität, Widerstand, etc.). Berechnen sie Gesamtimpedanz, deren Betrag, Phasenwinkel.
2010
2. war die berechnung der impedanz und von u2 wenn i2 = 0 ist
Schein-, Wirk- und Blindleistung und Winkel
2011
4. Aus Messungen an der Sekundärseite ergaben sich:
bla bla Werte
Berechnen Sie Wirk-, Blind- und Scheinleistung
5) An einer elektrischen Maschine wurden folgende Werte gemessen: U = 230V, I = 3A, P = 500 W. Berechnen Sie die Scheinleistung, die Blindleistung, den Phasenwinkel und den Wicklungswiderstand der Maschine.
5.) weiß ich leider nich mehr genau, war aber i-was mit Leistungsberechnung.
2010
Aufgabe 5: I, U, P eines Motores gegeben.
Gesucht: Scheinleistung, Blindleistung, Phasenwinkel, Wicklungswiderstand.
Admittanz und Resonanz
2011
2) Ein Parallel(!)resonanzkreis besteht aus einer Spule L = 0,3 H, einem Kondensator C = 1 µF und einem Widerstand R = 200 Ohm ( f = 30 Hz ). Berechnen Sie die Admittanz der Schaltung, deren Betrag und die Resonanzfrequenz der Schaltung.
2010
Aufgabe 2: Gegeben: R, L, C
Ermitteln sie die Gesamtadmittanz, deren Betrag und den Phasenwinkel phi der parallel geschalteten Bauelemente.
Wie groß ist die Resonanzfrequenz?
2012
2. a) Berechnen sie allgemeingültig den komplexen Spannungsteiler U1/U sowie dessen
Betrag |U1/U| und den Phasenwinkel 'Phi' zwischen U1 und U für die Schaltung aus 1.
b) Berechnen sie die Resonanzfrequenz (U=20V, R=150Ω, C=25 μF, L=500mH).
2011
3.) Geben sie die Resonanzbedingung an und leiten sie die Thomson'sche Schwingungsgleichung her.
Eigenfrequenz und Bandbreite
2011
1) Erklären Sie in Worten die Begriffe Eigenfrequenz eines Systems und Bandbreite.
2010
Aufgabe 1: Erklären sie die Begriffe Eigenfrequenz und Bandbreite in Worten!
Reihenschwingkreis
2012
1. Zeigerbild eines Reihenschwingkreises zeichnen.
2011
1.) Sie haben die Bauelemente Kondensator, Spule, Widerstand, Spannungsquelle, ein Amperemeter und ein Voltmeter. Zeichen sie einen Schaltplan von Reihenschwingkreis mit den gegebenen Bauelementen. zeichnen sie dazu ein Amperemeter ein, dass den Gesamtstrom misst, und ein Voltmeter, welches die Spannung über der Spule misst. Zeichnen sie außerdem alle nötigen Spannungen und Zählpfeile ein.
Klassisch/Sonstiges
2011
Gegeben war ein Transformator als Ersatzschaltbild mit 2 Maschen.
1. Ergänzen Sie die fehlenden Ströme und Spannungen im Ersatzschaltbild!
Ergänzen Sie das qualitative Zeigerbild für alle Ströme und Spannungen
der Masche 2. Gegeben ist ein induktiver Laststrom I2 an der Sekundärseite.
2012
4. An einem passiven Zweipol wurden bei f=100Hz folgende Größen gemessen:
U=8V, I=200mA, φ=φu-φi=45°.
Geben sie eine Reihenersatzschaltung mit 2 Bauelementen für den passiven Zweipol an.
Berechnen sie die Werte der Bauelemente.
2011
4.) Zeichnen sie für f
6.) Auslegung eine Kondesators für ein Industrieunternehmen: Bestimmen sie die nötige Kapazität die der Kondensator haben muss!
geg.: P, I, R, phi (kann auch noch was gewesen sein, weiß nich mehr)
2010
1) Eine Schaltung mit einem Widerstand, einem Kondensator und einer Spule zeichnen.
Die Spannung die über den Kondensator abfällt und der Gesamtstrom sind zu messen.
Also Voltmeter parallel zum Kondensator und Amperemeter in Reihe.
2)Zeigerbilder für:
f=fres; f
Die 3. und 4. Aufgaben sind fast gleich den hier geposteten Testaten.
1. war glaube ein schlatbild mit 2 maschen gegeben und man musste noch fehlende größen ströme und spannungen eintragen sowie ein zeigerbild dazu ergänzen.
3. war das gleiche gesucht nur das diesmal ein kurzschluss bei i2 war oder so ähnlich
4. war dann die bereits erwähnte aufgabe zum berechnen von P,Q und S
Muster (Link)
Frage 1: Gegeben ist die folgende Schaltung:
R = 200 Ω L = 0,5 H C = 10 μF Ûq = 10 V f = 100 Hz
Berechnen Sie
a) den komplexen Widerstannd Z, den Scheinwiderstand Z und den
Phasenwinkel ϕ;
b) den Effektivwert des Stromes I
c) Zeichnen Sie ein maßstäbliches Zeigerbild aller Spannungen (Zeigerlänge=
Effektivwert)
Frage 2: An einem passiven Zweipol wurden die folgenden Größen ermittelt:
U = 20 V; f = 50 Hz; I = 1A ; ϕ = ϕu- ϕt = 60°
a) Berechnen Sie die Wirk-, Blind- und Scheinleistung.
b) Geben Sie eine Reihen- oder Parallelschaltung mit 2 Bauelementen für den
passiven Zweipol an.
Bestimmen Sie die Werte der Bauelemente.
Mein Erlebnis: Antestat Variante B (08.05.2015)
1. Schaltplan malen (bestimmt Reihenschwingkreis)
2. Frequenz berechnen
3. 3 qualitative Zeigerbilder für f & fres malen
4. XC, XL, Z berechnen
5. Blind-, Schein-, Wirkleistung und Kapazität berechnen
8
Praktika 3./4. Semester / Praktikum 1 - Elektrische Messungen
« on: April 22, 2015, 11:23:23 pm »
Aus Konsultation 8 ET II „Diode und Gleichrichter“
(8 steht für unendlich)
I) Allgemeines
1) Flussrichtung
-Gleichrichterdiode (GD) leitet Strom nur eine Richtung (Flussrichtung)
-GD=elektrisches Ventil
-Anode und Kathode Anschlüsse
2) Flussspannung
-Ventil braucht Druckdifferenz um Wasserkreislauf zu schließen, Diode braucht Flussspannung UF
-Siliziumdiode: 0,7V
-Schottkydiode: 0,5V
II) Ideale Diode
„Ein vollkommen ideales Ventil in einem Wasserkreislauf lässt beliebig viel Wasser fließen, sobald die Druckdifferenz größer als Null ist.“
-ideale Diode: UF=0V
-UI-kennlinie gekennzeichnet durch [di/du->8]u>0 und i=0 für u<0 : Stromstärke steigt ab 0V
III) Nahezu ideale Diode
„Ein Ventil braucht eine gewisse Druckdifferenz, bis es öffnet.“
-UF=0,7V
-UI-kennlinie, [di/du->8]u>UF und i=0 für u
IV) Diode als elektrischer Verbraucher
Beachten Sie, dass die nahezu ideale Diode ein elektrischer Verbraucher ist. P=U*I
V) Ersatzschaltbild einer nahezu idealen Diode
-UD< UF: Leerlauf modellieren
-UD>UF: Spannungsquelle mit Spannung UF
Klären Sie den Widerspruch…
Das Ersatzschaltbild der Diode für U>0,7V ist eine Spannungsquelle (V). Eine Spannungsquelle sollte Energie in den Schaltkreis einbringen. Zuvor wurde jedoch gesagt, die Diode sei ein Verbraucher (III-IV).
-Es liegt kein Widerspruch vor. Eine Spannungsquelle kann auch Energie aufnehmen (wie beispielsweise ein Akkumulator im Ladevorgang). Der Grund, weshalb man eine Diode als Spannungsquelle modelliert ist der, dass ihre Spannung relativ unabhängig vom Strom ist. Voraussetzung ist lediglich, dass überhaupt ein Strom fließt (U>0,7V).
VI) Kennlinie einer realen Diode
-UI-Kennlinie nach Gleichung : ID=IS(e(UD/n*UT)-1)
-IS Sättigungssperrstrom <
-UT=kT/e Temperaturspannung (26mV bei RT)
Boltzmannkonstante k, T in K, e in Coulombs
(8 steht für unendlich)
I) Allgemeines
1) Flussrichtung
-Gleichrichterdiode (GD) leitet Strom nur eine Richtung (Flussrichtung)
-GD=elektrisches Ventil
-Anode und Kathode Anschlüsse
2) Flussspannung
-Ventil braucht Druckdifferenz um Wasserkreislauf zu schließen, Diode braucht Flussspannung UF
-Siliziumdiode: 0,7V
-Schottkydiode: 0,5V
II) Ideale Diode
„Ein vollkommen ideales Ventil in einem Wasserkreislauf lässt beliebig viel Wasser fließen, sobald die Druckdifferenz größer als Null ist.“
-ideale Diode: UF=0V
-UI-kennlinie gekennzeichnet durch [di/du->8]u>0 und i=0 für u<0 : Stromstärke steigt ab 0V
III) Nahezu ideale Diode
„Ein Ventil braucht eine gewisse Druckdifferenz, bis es öffnet.“
-UF=0,7V
-UI-kennlinie, [di/du->8]u>UF und i=0 für u
IV) Diode als elektrischer Verbraucher
Beachten Sie, dass die nahezu ideale Diode ein elektrischer Verbraucher ist. P=U*I
V) Ersatzschaltbild einer nahezu idealen Diode
-UD< UF: Leerlauf modellieren
-UD>UF: Spannungsquelle mit Spannung UF
Klären Sie den Widerspruch…
Das Ersatzschaltbild der Diode für U>0,7V ist eine Spannungsquelle (V). Eine Spannungsquelle sollte Energie in den Schaltkreis einbringen. Zuvor wurde jedoch gesagt, die Diode sei ein Verbraucher (III-IV).
-Es liegt kein Widerspruch vor. Eine Spannungsquelle kann auch Energie aufnehmen (wie beispielsweise ein Akkumulator im Ladevorgang). Der Grund, weshalb man eine Diode als Spannungsquelle modelliert ist der, dass ihre Spannung relativ unabhängig vom Strom ist. Voraussetzung ist lediglich, dass überhaupt ein Strom fließt (U>0,7V).
VI) Kennlinie einer realen Diode
-UI-Kennlinie nach Gleichung : ID=IS(e(UD/n*UT)-1)
-IS Sättigungssperrstrom <
-UT=kT/e Temperaturspannung (26mV bei RT)
Boltzmannkonstante k, T in K, e in Coulombs
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Praktika 3./4. Semester / Praktikum 1 - Elektrische Messungen
« on: April 22, 2015, 10:12:13 pm »
Zusammenfassung aus den letzten Beiträgen (2) :
Antestat Fragen:
Messschaltung / Beziehung
1) An einem Widerstand R werden gleichzeitig Strom und Spannung gemessen. Zeichnen sie die stromrichtige Messschaltung.
Geben sie die Beziehung zur Bestimmung des Widerstandes R aus den Messwerten I und den Widerständen der Messgeräte (Amperemeter RA, Voltmeter RV) an. (2)
Aufgabe 1- stromrichtige Messschaltung mit einem Widerstand, Beziehung Widerstand-Spannung-Stromstärke und die Beziehung zu den Widerständen der Messgeräte (2 Punkte)
1. Stromrichtige Messschaltung mit einem Widerstand R und den Messgerätwiderständen RA und RV. Hier sollte man die Schaltung zeichnen und das Verhältnis von U und I aufstellen.
Beachtet dabei, dass RA in Reihe zu R und die beiden parallel zu RV sind. das zusammengeschmissen und R = U/I genutzt mit 1/Rges = (1/RV) + 1/(RA + R)
1. eine stromrichtige Schaltung aufmalen und wie man aus den gemessenen Größen also u und i den widerstand errechnen kann
1. stromrichtige Schaltung, bestimmen R unter Berücksichtigung Rv und Ra
1. Es soll ein Widerstand durch Messung von Strom und Spannung bestimmt werden. Geben Sie die Schaltung und Gleichung zur Berechnung des Widerstandes unter Berücksichtigung der Innenwiderstände der Messgeräte an.
--> Strom- oder Spannungsrichtige Schaltung der Messinstrumente und dann Strom- bzw. Spannungsteiler.
1. Spannungsrichtige Messschaltung mit einem Widerstand und dann eine Beziehung des Gesamtwiderstands zu den Messgrößen U, I und den Widerständen der Messgeräte R.a und R.v
Bei der spannungsrichtigen Messschaltung aufjedenfall den Widerstand des Voltmeters parallel zum Selbigen.
Wenn ich mich recht erinnere war die Lösung 9,09V. Kann mich aber auch irren...
Spannung rechnen / Innenwiderstand, Eingangswiderstand
Aufgabe 2- welche Spannung wird an einer Spannungsquelle mit Innenwiderstand (Uq=10 V. Rq=10 kOhm) gemessen, wenn das Voltmeter einen Eingangswiderstand Ry=100 kOhm besitzt. (1 Punkt)
2) Welche Spannung wird an einer Spannungsquelle mit Innenwiderstand (U= 15V, Ri = 5 Kiloohm) gemessen, wenn das Voltmeter einen eingangswiderstand von Rv = 30 Kiloohm besitzt. (1)
2.) Spannungsquelle mit Innenwiderstand und einem Voltmeter (ich glaub Uq =15V, Ri=10kO und RV=100kO) Bei den Werten bin ich mir nicht sicher. Und man soll die zu messende Spannung hinter der Quelle bestimmen.
An sich schaltet man die beiden Widerstände nur in Reihe und bestimmt die Spannung, die über dem R abfällt.
Messunsicherheit &Cie.
5. rel Fehler eines Messgerätes berechnen
3) Mit einem Messinstrument der Genauigkeitsklasse 1 wird im Messbereich 15V eine Spannung von 3V abgelesen. (2)
a) wie groß ist die relative Messunsicherheit Fu bei dieser Messung?
b) Wie groß ist die relative Messunsicherheit wenn im 5V - Bereich gemessen wird?
6) An einem Digitalmultimeter mit 3-stelliger Anzeige und einer Messunsicherheit von plusminus 1 in der letzten Stelle werden folgende Spannungen abgelesen. Wie groß sind jeweils die relativen Messunsicherheiten? (1)
a) 10mV
b) 800mV
Aufgabe 6- bei einem Digitalmultimeter mit 3 stelliger Anzeige 000-999 mV und einer Messunsicherheit von +- 2 in der letzten stelle werden die Spannungen a.) 5mV und b.) 500 mV abgelesen. Wie groß sind jeweils die relativen Messunsicherheiten? (1 Punkt)
4.) Relative Abweichung zu bestimmen, wenn ein Messgerät (000- 999) mA in der letzten Stelle eine Ungenauigkeit von +-1 hat für a)10mA und b)800mA
Fehler bei a) 1/10 = 10% b) 1/800 = 0,125%
5. wieder eine Fehlerberechnung, diesmal relativer Fehler bei zwei verschiedenen Messwerten mit gleicher Genauigkeit des Geräts.
2. a)bestimmen des Fehlers bei analogen Messgerät der Klasse 1 bei irgendeinem (vorgegebenem) Messwert.
b)welcher Messfehler ergibt sich bei dann bei +/- 3 V (bei den werten bin ich mir echt nie mehr sicher)
Diode
4) bei dieser Aufgabe waren eine Spannungsquelle mit 6V, ein Widerstand R und eine Diode in Reihe geschalten.
Wie groß muss der Widerstand R in der Dioden-Schaltung gewählt werden, damit bei einer konstanten Flussspannung von 0,7V ein Strom I mit 30mA fließt?
Welche Leistung P tritt am Widerstand R auf? (2)
4. Wie groß muss der Widerstand R in der Diodenschaltung gewählt werden, damit bei einer konstanten Flussspannung von 0,7V ein Strom I = 50mA fließt? Welche Leistung Pr tritt am Widerstand R auf? Uq = 6V
--> Widerstand mit dem Überlagerungssatz ausrechnen: R = (6V-0,7V)/50mA
--> R = 106 Ohm
--> Pr = I^2 * R (0,265W)
2. Einen Diodennetzwerk berechnen, also Spannung und Vorwiderstand über die Leistung der Diode.
3. Spannung über einer Diode bestimmen in Abhängigkeit von einem (einfachen) Netzwerk: Die Diode verhält sich linear bis zum Erreichen der Spannung U = Umax, danach steigt die Spannung an der Diode nicht mehr. (Umax gegeben).
Aufgabe 4- wie groß muss der Widerstand R in der Dioden-Schaltung gewählt werden, damit bei einer konstanten Flussspannung von 0,7 V ein Strom I=5 mA fließt? Welche Leistung Pr tritt am Widerstand R auf? (2 Punkte).
4.Kleine Diodenberechnung. Gegeben war die Leistung und Spannung der Diode und die Quellspannung und man sollte den Widerstand dazu ausrechnen
R=25Ohm und P.r=P.Diode
5.) Diode mit ‘nem Widerstand in Reihe. Geg Uq = 6V Flusspannung = 0,7V
Ges: Größe des Widerstandes, wenn die Stromstärke 30mA nicht übersteigen darf. + Leistung
0,7V fallen über der Diode ab, die restlichen 5,3 über dem Widerstand...Der Rest ist ja dann simpel ^^
3. Die Aufgabe mit der Diode die hier schon mal stand (Stromkreis mit Diode und wiederstand) an der Diode war U und P gegeben und außerdem U0 an der Quelle, es sollten P und R am Widerstand berechnet werden --> Rechnung siehe ein paar Posts weiter oben auf ner angehängten pdf oder ein fach über P=U*I (daraus strom und dann damit auf R schließen) und P=Ur^2 / R
3. Diodenschaltung, berechnen von R und Leistung
Ersatzschaltung / UI-Kennlinie
3. Geben Sie die Ersatzschaltung mit allen Größen, die U-I-Kennlinie eines linearen Zweipols mit der Leerlaufspannung Uq = 10V und Kurzschlussstrom Ik = 1A an.
--> sollte kein Problem sein
Aufgabe 3- geben sie eine Ersatzschaltung mit allen Größen und die u-i-Kennlinie eines linearen aktiven Zweipols mit der Leerlaufspannung Uq=10 V und dem Kurzschlussstrom Ik=1 A an. (2 Punkte)
3. Man sollte eine Ersatzschaltung zu einer vorgegebenen Schaltung angeben.
So wie im Bild sah die vorgegebene Schaltung aus
3. Kennlinie und ersatzschaltung von einem aktiven Zweipol
Digitalmultimeter
5) In einem Digitalmultimeter werden wegen des eingesetzten Analog-Digital-Umwandlers alle Messungen auf Spannungsmessungen zurückgeführt. Nach welchem Prinzip erfolgt die Strom- und die Widerstandsmessung? (2)
4. digitalmultimeter misst nur Spannungen, auf welchen Prinzip funktioniert dann
a)Strom Messung
b) Widerstands Messung ?
Brücke
5. Ein Widerstand soll mittels einer Brückenschaltung bestimmt werden. Geben Sie die Schaltung und die Abgleichbedingung an!
--> Wheatstone’sche Brücke:
es war eine wheatstonesche brücke Schaltung gegeben, 3 wiederstände waren gegeben und naja man sollte den 4. ausrechnen... sollte nicht das Problem sein -- aber zusätzlich gab es 3 Punkte auf die Formel (Herleitung)
Instrumente
Aufgabe 5- Aufbau und Wirkungsweise Drehspulmesswerk mit Zeichnung Zusammenhang Zeigerausschlag-Messgröße (2 Punkte)
6.) Digitale Messgeräte bestimmen Messwerte über die Spannung, wie bestimmen diese dabei
a) Die Stromstärke
b) den Widerstand
a) über einen eingebauten Widerstand
b) über eine eingebaute Batterie, die einen Strom durch den Widerstand schickt.
4. Aufbau und Funktionsweise eines drehspulmessinstrumentes
Vorwiderstand
Den Vorwiderstand bestimmen, für ein Spannungsmessgerät, das maximal 10 V messen kann, wenn 100 V gemessen werden sollen, bei einer Leistungsaufnahme von 0,1 Watt.
2. einen vorwiderstand berechnen
Sonstiges
5. war echt etwas komisch. Man hatte ein Netzwerk gegeben mit einer Spannungsquelle, einem 100Ohm Widerstand und einem 10Ohm Widerstand und nun sollte man grafisch die Spannung über den 100Ohm Widerstand ermitteln Oo
3.) Gütegrad von Messinstrumenten.
Keine Ahnung ^^
2. es ist ein Strommessgerät gegeben mit einem Messbereich von 5mA und einem Innenwiederstand von 10 Ohm. dann sollte der Messbereich erweitert werden auf 10mA und 50mA wobei dies über 2 Wiederstände geregelt werden sollte 10mA über R1+R2 und 50mA über R2 --> Stromteilerregel!!
2. Es steht ein Instrument mit einem Innenwiderstand von 1 kOhm und einer Empfindlichkeit von 100 Micro Ampere (Vollausschlag) zur Verfügung. Geben Sie die Schaltung und die Bemessungsgleichung für die Verwendung des Messinstruments als Voltmeter für 10V an.
--> U = R * I und dann einen Vorwiderstand einbauen. Vorwiderstand Rv durch Spannungsteiler berechnen. (Rv = 99 kOhm)
2. Es ist ein Netzwerk gegeben mit Stromquelle. Es gibt "links" neben der Stromquelle einen parallel geschalteten Widerstand R1, und "rechts" neben der Stromquelle eine Kombination aus Widerständen. Gesucht war der Strom durch die "rechte" Hälfte.
(Ersatzwiderstand für "rechts" bestimmen, danach Stromteilerregel anwenden)
3.) Die Spannung über einen Widerstand in einer Reihenschaltung graphisch bestimmen
4.) Ein Wert aus U=R*I bestimmen.
Antestat Fragen:
Messschaltung / Beziehung
1) An einem Widerstand R werden gleichzeitig Strom und Spannung gemessen. Zeichnen sie die stromrichtige Messschaltung.
Geben sie die Beziehung zur Bestimmung des Widerstandes R aus den Messwerten I und den Widerständen der Messgeräte (Amperemeter RA, Voltmeter RV) an. (2)
Aufgabe 1- stromrichtige Messschaltung mit einem Widerstand, Beziehung Widerstand-Spannung-Stromstärke und die Beziehung zu den Widerständen der Messgeräte (2 Punkte)
1. Stromrichtige Messschaltung mit einem Widerstand R und den Messgerätwiderständen RA und RV. Hier sollte man die Schaltung zeichnen und das Verhältnis von U und I aufstellen.
Beachtet dabei, dass RA in Reihe zu R und die beiden parallel zu RV sind. das zusammengeschmissen und R = U/I genutzt mit 1/Rges = (1/RV) + 1/(RA + R)
1. eine stromrichtige Schaltung aufmalen und wie man aus den gemessenen Größen also u und i den widerstand errechnen kann
1. stromrichtige Schaltung, bestimmen R unter Berücksichtigung Rv und Ra
1. Es soll ein Widerstand durch Messung von Strom und Spannung bestimmt werden. Geben Sie die Schaltung und Gleichung zur Berechnung des Widerstandes unter Berücksichtigung der Innenwiderstände der Messgeräte an.
--> Strom- oder Spannungsrichtige Schaltung der Messinstrumente und dann Strom- bzw. Spannungsteiler.
1. Spannungsrichtige Messschaltung mit einem Widerstand und dann eine Beziehung des Gesamtwiderstands zu den Messgrößen U, I und den Widerständen der Messgeräte R.a und R.v
Bei der spannungsrichtigen Messschaltung aufjedenfall den Widerstand des Voltmeters parallel zum Selbigen.
Wenn ich mich recht erinnere war die Lösung 9,09V. Kann mich aber auch irren...
Spannung rechnen / Innenwiderstand, Eingangswiderstand
Aufgabe 2- welche Spannung wird an einer Spannungsquelle mit Innenwiderstand (Uq=10 V. Rq=10 kOhm) gemessen, wenn das Voltmeter einen Eingangswiderstand Ry=100 kOhm besitzt. (1 Punkt)
2) Welche Spannung wird an einer Spannungsquelle mit Innenwiderstand (U= 15V, Ri = 5 Kiloohm) gemessen, wenn das Voltmeter einen eingangswiderstand von Rv = 30 Kiloohm besitzt. (1)
2.) Spannungsquelle mit Innenwiderstand und einem Voltmeter (ich glaub Uq =15V, Ri=10kO und RV=100kO) Bei den Werten bin ich mir nicht sicher. Und man soll die zu messende Spannung hinter der Quelle bestimmen.
An sich schaltet man die beiden Widerstände nur in Reihe und bestimmt die Spannung, die über dem R abfällt.
Messunsicherheit &Cie.
5. rel Fehler eines Messgerätes berechnen
3) Mit einem Messinstrument der Genauigkeitsklasse 1 wird im Messbereich 15V eine Spannung von 3V abgelesen. (2)
a) wie groß ist die relative Messunsicherheit Fu bei dieser Messung?
b) Wie groß ist die relative Messunsicherheit wenn im 5V - Bereich gemessen wird?
6) An einem Digitalmultimeter mit 3-stelliger Anzeige und einer Messunsicherheit von plusminus 1 in der letzten Stelle werden folgende Spannungen abgelesen. Wie groß sind jeweils die relativen Messunsicherheiten? (1)
a) 10mV
b) 800mV
Aufgabe 6- bei einem Digitalmultimeter mit 3 stelliger Anzeige 000-999 mV und einer Messunsicherheit von +- 2 in der letzten stelle werden die Spannungen a.) 5mV und b.) 500 mV abgelesen. Wie groß sind jeweils die relativen Messunsicherheiten? (1 Punkt)
4.) Relative Abweichung zu bestimmen, wenn ein Messgerät (000- 999) mA in der letzten Stelle eine Ungenauigkeit von +-1 hat für a)10mA und b)800mA
Fehler bei a) 1/10 = 10% b) 1/800 = 0,125%
5. wieder eine Fehlerberechnung, diesmal relativer Fehler bei zwei verschiedenen Messwerten mit gleicher Genauigkeit des Geräts.
2. a)bestimmen des Fehlers bei analogen Messgerät der Klasse 1 bei irgendeinem (vorgegebenem) Messwert.
b)welcher Messfehler ergibt sich bei dann bei +/- 3 V (bei den werten bin ich mir echt nie mehr sicher)
Diode
4) bei dieser Aufgabe waren eine Spannungsquelle mit 6V, ein Widerstand R und eine Diode in Reihe geschalten.
Wie groß muss der Widerstand R in der Dioden-Schaltung gewählt werden, damit bei einer konstanten Flussspannung von 0,7V ein Strom I mit 30mA fließt?
Welche Leistung P tritt am Widerstand R auf? (2)
4. Wie groß muss der Widerstand R in der Diodenschaltung gewählt werden, damit bei einer konstanten Flussspannung von 0,7V ein Strom I = 50mA fließt? Welche Leistung Pr tritt am Widerstand R auf? Uq = 6V
--> Widerstand mit dem Überlagerungssatz ausrechnen: R = (6V-0,7V)/50mA
--> R = 106 Ohm
--> Pr = I^2 * R (0,265W)
2. Einen Diodennetzwerk berechnen, also Spannung und Vorwiderstand über die Leistung der Diode.
3. Spannung über einer Diode bestimmen in Abhängigkeit von einem (einfachen) Netzwerk: Die Diode verhält sich linear bis zum Erreichen der Spannung U = Umax, danach steigt die Spannung an der Diode nicht mehr. (Umax gegeben).
Aufgabe 4- wie groß muss der Widerstand R in der Dioden-Schaltung gewählt werden, damit bei einer konstanten Flussspannung von 0,7 V ein Strom I=5 mA fließt? Welche Leistung Pr tritt am Widerstand R auf? (2 Punkte).
4.Kleine Diodenberechnung. Gegeben war die Leistung und Spannung der Diode und die Quellspannung und man sollte den Widerstand dazu ausrechnen
R=25Ohm und P.r=P.Diode
5.) Diode mit ‘nem Widerstand in Reihe. Geg Uq = 6V Flusspannung = 0,7V
Ges: Größe des Widerstandes, wenn die Stromstärke 30mA nicht übersteigen darf. + Leistung
0,7V fallen über der Diode ab, die restlichen 5,3 über dem Widerstand...Der Rest ist ja dann simpel ^^
3. Die Aufgabe mit der Diode die hier schon mal stand (Stromkreis mit Diode und wiederstand) an der Diode war U und P gegeben und außerdem U0 an der Quelle, es sollten P und R am Widerstand berechnet werden --> Rechnung siehe ein paar Posts weiter oben auf ner angehängten pdf oder ein fach über P=U*I (daraus strom und dann damit auf R schließen) und P=Ur^2 / R
3. Diodenschaltung, berechnen von R und Leistung
Ersatzschaltung / UI-Kennlinie
3. Geben Sie die Ersatzschaltung mit allen Größen, die U-I-Kennlinie eines linearen Zweipols mit der Leerlaufspannung Uq = 10V und Kurzschlussstrom Ik = 1A an.
--> sollte kein Problem sein
Aufgabe 3- geben sie eine Ersatzschaltung mit allen Größen und die u-i-Kennlinie eines linearen aktiven Zweipols mit der Leerlaufspannung Uq=10 V und dem Kurzschlussstrom Ik=1 A an. (2 Punkte)
3. Man sollte eine Ersatzschaltung zu einer vorgegebenen Schaltung angeben.
So wie im Bild sah die vorgegebene Schaltung aus
3. Kennlinie und ersatzschaltung von einem aktiven Zweipol
Digitalmultimeter
5) In einem Digitalmultimeter werden wegen des eingesetzten Analog-Digital-Umwandlers alle Messungen auf Spannungsmessungen zurückgeführt. Nach welchem Prinzip erfolgt die Strom- und die Widerstandsmessung? (2)
4. digitalmultimeter misst nur Spannungen, auf welchen Prinzip funktioniert dann
a)Strom Messung
b) Widerstands Messung ?
Brücke
5. Ein Widerstand soll mittels einer Brückenschaltung bestimmt werden. Geben Sie die Schaltung und die Abgleichbedingung an!
--> Wheatstone’sche Brücke:
es war eine wheatstonesche brücke Schaltung gegeben, 3 wiederstände waren gegeben und naja man sollte den 4. ausrechnen... sollte nicht das Problem sein -- aber zusätzlich gab es 3 Punkte auf die Formel (Herleitung)
Instrumente
Aufgabe 5- Aufbau und Wirkungsweise Drehspulmesswerk mit Zeichnung Zusammenhang Zeigerausschlag-Messgröße (2 Punkte)
6.) Digitale Messgeräte bestimmen Messwerte über die Spannung, wie bestimmen diese dabei
a) Die Stromstärke
b) den Widerstand
a) über einen eingebauten Widerstand
b) über eine eingebaute Batterie, die einen Strom durch den Widerstand schickt.
4. Aufbau und Funktionsweise eines drehspulmessinstrumentes
Vorwiderstand
Den Vorwiderstand bestimmen, für ein Spannungsmessgerät, das maximal 10 V messen kann, wenn 100 V gemessen werden sollen, bei einer Leistungsaufnahme von 0,1 Watt.
2. einen vorwiderstand berechnen
Sonstiges
5. war echt etwas komisch. Man hatte ein Netzwerk gegeben mit einer Spannungsquelle, einem 100Ohm Widerstand und einem 10Ohm Widerstand und nun sollte man grafisch die Spannung über den 100Ohm Widerstand ermitteln Oo
3.) Gütegrad von Messinstrumenten.
Keine Ahnung ^^
2. es ist ein Strommessgerät gegeben mit einem Messbereich von 5mA und einem Innenwiederstand von 10 Ohm. dann sollte der Messbereich erweitert werden auf 10mA und 50mA wobei dies über 2 Wiederstände geregelt werden sollte 10mA über R1+R2 und 50mA über R2 --> Stromteilerregel!!
2. Es steht ein Instrument mit einem Innenwiderstand von 1 kOhm und einer Empfindlichkeit von 100 Micro Ampere (Vollausschlag) zur Verfügung. Geben Sie die Schaltung und die Bemessungsgleichung für die Verwendung des Messinstruments als Voltmeter für 10V an.
--> U = R * I und dann einen Vorwiderstand einbauen. Vorwiderstand Rv durch Spannungsteiler berechnen. (Rv = 99 kOhm)
2. Es ist ein Netzwerk gegeben mit Stromquelle. Es gibt "links" neben der Stromquelle einen parallel geschalteten Widerstand R1, und "rechts" neben der Stromquelle eine Kombination aus Widerständen. Gesucht war der Strom durch die "rechte" Hälfte.
(Ersatzwiderstand für "rechts" bestimmen, danach Stromteilerregel anwenden)
3.) Die Spannung über einen Widerstand in einer Reihenschaltung graphisch bestimmen
4.) Ein Wert aus U=R*I bestimmen.
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Praktika 3./4. Semester / Praktikum 1 - Elektrische Messungen
« on: April 19, 2015, 01:03:04 pm »
Grundgesetze der Netzwerkberechnung (Kirchhoffsche Gesetze, Satz von Helmholtz, Ersatzschaltbilder für Netzwerke, Zusammenfassung von Widerständen und Quellen, Überlagerungsprinzip, Schnittprinzip, Analogieprinzip)
Der Überlagerungssatz funktioniert nur bei linearen Netzwerken und reicht für viele praktische Anwendungen aus. Im Folgenden lernen Sie eine systematische Lösungsmethode kennen, die mithilfe von (linearen) Gleichungssystem funktioniert (…)
Die Kirchhoffschen Gesetze (Maschensatz, Knotenpunktgleichung) ziehen Information aus dem Netzwerk allein durch dessen Struktur. Zum Berechnen verwenden Sie zusätzlich die Bauelementeeigenschaften Konsultation 2 ET I
I) Kirchhoffsche Gesetze
1) Ströme teilen sich auf (Knotenpunktregel)
Wie jede Flussgröße teilen sich Ströme bei Verzweigungen – den sog. Knoten – auf. Die Summe der in einen Knoten hineingehenden Ströme ist gleich der Summe der herauskommenden Ströme:
-Einen hineingehenden Strom erkennen Sie daran, dass der Pfeil in den Knoten hinein zeigt.
-Einen hinausgehenden Strom erkennen Sie daran, dass der Pfeil aus dem Knoten heraus zeigt.
Die Rechnung führen sie immer zusammen mit dem Vorzeichnen durch. Sie können einen Pfeil im Kopf dadurch herumdrehen, dass Sie ihm ein negatives Vorzeichen geben. Konsultation 1 ET I, entsprechende Aufgabe empfehlenswert
Das ist eine Konsequenz daraus, dass ein Knoten keine Ladung speichert – geschweige dann vernichtet. Konsultation 2 ET 1
2) Maschenregel
Wenn man sich im elektrischen Feld einmal im Kreis vom Punkt A zum Punkt A bewegt, leistet man keine Arbeit. Die Spannungen einmal im Kreis herum sind gleich Null (Maschenregel). Die einzige Ausnahme liegt bei Auswirkungen von außen vor (z. B. elektromagnetischer Einstrahlungen), die jedoch meist vernachlässigbar sind.
Vorzeichenkonvention: ein Spannungspfeil mit positivem Zahlenwert geht von Plus nach Minus. Konsultation 1 ET 1, entsprechende Aufgabe empfehlenswert
Im Modell des elektrischen Schaltbildes gilt die Maschengleichung immer. Wenn in speziellen Anordnungen induzierte Spannungen auftreten, werden diese als Spannungsquelle im Netzwerk modelliert. Konsultation 2 ET I
II) Satz von Helmholtz
(In der Theorie linearer elektrischer Netzwerke) Jede mögliche Kombination von Spannungsquellen, Stromquellen und Widerständen bezüglich zweier Klemmen ist elektrisch äquivalent zu einer Reihenschaltung aus einer Spannungsquelle und einem Widerstand R. (Ersatzschaltung)
Aus Wikipedia
III) Überlagerungsprinzip
Konsultation 2 ET I Verzweigtes Netzwerk mit zwei Quellen (Überlagerungssatz)
Um den Überlagerungssatz nutzbringend anzuwenden, ist es notwendig, sich zu überlegen, was eine Stromquelle mit 0A bzw. eine Spannungsquelle mit 0V auszeichnet.
Eine Spannungsquelle mit der Spannung zeichnet aus, dass ihre Spannung 0V ist. Genau dasselbe zeichnet einen Kurzschluss aus (d.h. eine ideal leitende Verbindung zwischen beiden Klemmen) Eine Spannungsquelle mit 0V wirkt wie ein Kurzschluss.
Eine Stromquelle mit dem Strom 0A verhindert, dass ein Strom fließt. Dasselbe passiert auch im Leerlauf (d.h. wenn keine Verbindung zwischen den Klemmen besteht). Eine Stromquelle mit 0A wirkt wie ein Leerlauf.
-Spannungsquelle mit 0V=Kurzschluss
-Stromquelle mit 0A=Leerlauf
Der Überlagerungssatz funktioniert nur bei linearen Netzwerken und reicht für viele praktische Anwendungen aus. Im Folgenden lernen Sie eine systematische Lösungsmethode kennen, die mithilfe von (linearen) Gleichungssystem funktioniert (…)
Die Kirchhoffschen Gesetze (Maschensatz, Knotenpunktgleichung) ziehen Information aus dem Netzwerk allein durch dessen Struktur. Zum Berechnen verwenden Sie zusätzlich die Bauelementeeigenschaften Konsultation 2 ET I
I) Kirchhoffsche Gesetze
1) Ströme teilen sich auf (Knotenpunktregel)
Wie jede Flussgröße teilen sich Ströme bei Verzweigungen – den sog. Knoten – auf. Die Summe der in einen Knoten hineingehenden Ströme ist gleich der Summe der herauskommenden Ströme:
-Einen hineingehenden Strom erkennen Sie daran, dass der Pfeil in den Knoten hinein zeigt.
-Einen hinausgehenden Strom erkennen Sie daran, dass der Pfeil aus dem Knoten heraus zeigt.
Die Rechnung führen sie immer zusammen mit dem Vorzeichnen durch. Sie können einen Pfeil im Kopf dadurch herumdrehen, dass Sie ihm ein negatives Vorzeichen geben. Konsultation 1 ET I, entsprechende Aufgabe empfehlenswert
Das ist eine Konsequenz daraus, dass ein Knoten keine Ladung speichert – geschweige dann vernichtet. Konsultation 2 ET 1
2) Maschenregel
Wenn man sich im elektrischen Feld einmal im Kreis vom Punkt A zum Punkt A bewegt, leistet man keine Arbeit. Die Spannungen einmal im Kreis herum sind gleich Null (Maschenregel). Die einzige Ausnahme liegt bei Auswirkungen von außen vor (z. B. elektromagnetischer Einstrahlungen), die jedoch meist vernachlässigbar sind.
Vorzeichenkonvention: ein Spannungspfeil mit positivem Zahlenwert geht von Plus nach Minus. Konsultation 1 ET 1, entsprechende Aufgabe empfehlenswert
Im Modell des elektrischen Schaltbildes gilt die Maschengleichung immer. Wenn in speziellen Anordnungen induzierte Spannungen auftreten, werden diese als Spannungsquelle im Netzwerk modelliert. Konsultation 2 ET I
II) Satz von Helmholtz
(In der Theorie linearer elektrischer Netzwerke) Jede mögliche Kombination von Spannungsquellen, Stromquellen und Widerständen bezüglich zweier Klemmen ist elektrisch äquivalent zu einer Reihenschaltung aus einer Spannungsquelle und einem Widerstand R. (Ersatzschaltung)
Aus Wikipedia
III) Überlagerungsprinzip
Konsultation 2 ET I Verzweigtes Netzwerk mit zwei Quellen (Überlagerungssatz)
Um den Überlagerungssatz nutzbringend anzuwenden, ist es notwendig, sich zu überlegen, was eine Stromquelle mit 0A bzw. eine Spannungsquelle mit 0V auszeichnet.
Eine Spannungsquelle mit der Spannung zeichnet aus, dass ihre Spannung 0V ist. Genau dasselbe zeichnet einen Kurzschluss aus (d.h. eine ideal leitende Verbindung zwischen beiden Klemmen) Eine Spannungsquelle mit 0V wirkt wie ein Kurzschluss.
Eine Stromquelle mit dem Strom 0A verhindert, dass ein Strom fließt. Dasselbe passiert auch im Leerlauf (d.h. wenn keine Verbindung zwischen den Klemmen besteht). Eine Stromquelle mit 0A wirkt wie ein Leerlauf.
-Spannungsquelle mit 0V=Kurzschluss
-Stromquelle mit 0A=Leerlauf
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Praktika 3./4. Semester / Praktikum 1 - Elektrische Messungen
« on: April 18, 2015, 06:27:15 pm »
Zusammenfassung aus den letzten Beiträgen (1):
Vorausgesetzte und im Eingangstest nachzuweisende Kenntnisse :
Aufbau, Wirkungsweise und Anwendungsmöglichkeiten von Messinstrumenten (Drehspulinstrument, Dreheiseninstrument, elektrodynamometrisches Messwerk (Wattmeter)).
Für die Messungen großer elektrischen Ströme und Spannungen werden auch heute noch verschiedene analoge Messgeräte eingesetzt. Grob kann man unterscheiden zwischen:
-Dreheisenmessgeräte: diese messen den Effektivwert
-und Drehspulmessgeräten: diese messen den arithmetischen Mittelwert. (Konsultation 11 ET II)
Zur Erinnerung: Effektivwert=Wurzel des Mittelwerts der Quadrate u(schlange)=sqrt((1/T)int(0,T,u²(t)dt))
Mittelwert: ist als Integral über eine Periodendauer definiert u(strich)=(1/T)int(0,T,u(t)dt) (Konsultation 11 ET II)
Drehspulinstrumente
Anwendungsmöglichkeiten: Drehspulinstrumente stellen auf Grund der geringen Leistungsaufnahme, der großen Empfindlichkeit und der hohen Genauigkeit die gebräuchlichsten Messungsinstrumente dar. Sie dienen der Messung von Gleichstrom.
Aufbau: Zwischen den Polschuhen eines Permanentmagneten befindet sich eine drehbar gelagerte Spule der Höhe „L“ und der Windungszahl „N“, die einen zylindrischen Weicheisenkern umschließt und mit einem Zeiger verbunden ist. Spiralfedern übernehmen die Rückstellfunktion des Zeigers.
Wirkungsweise: Die durch den Messstrom „I“ gespeiste Spule erfährt eine Kraft „F“, wobei die Spule mit ihrem Durchmesser „d“ das Drehmoment;
M=F.d=L.N.d.B.I
Auf den Zeiger überträgt. Dieses Drehmoment ist dem Rückstellfeder gleich. Der Drehwinkel „a“ des Zeigers ist damit dem Messstrom proportional.
a=((NdLB)/D)I
„D“=Rückstell-Drehfederkonstante
Dämpfung der Zeigerschwingung durch Drehspule, Lenz‘sche Regel (heruntergeladen aus dem Link)
Zur Erinnerung: Lenz’sche Regel: die induzierten Ströme lehnen durch ihre Effekte die Phänomenen, die von ihnen verursacht wurden ab.
Induktion: Entstehen eines elektrischen Feldes durch Änderung der magnetischen Flussdichte.
Elektrodynamometrisches Messwerk
Anwendungsmöglichkeiten: elektrodynamische Instrumente dienen der Messung der Leistung und sind für Gleich- und Wechselstrom geeignet.
Aufbau: die mit dem Zeiger verbundene Drehspule befindet sich zwischen einen weichmagnetischen Kern mit feststehender Erregerspule und Eisenmantel.
Wirkungsweise: Feldspule wird vom Verbraucherstrom I1 (Strompfad) durchflossen, während Drehspule vom Strom I2, der der Spannung des Verbrauchers proportional ist (Spannungspfad), wird erregt _ es kommt zu Zeigerausschlag
a~UI=P (heruntergeladen aus dem Link)
Dreheiseninstrumente:
Anwendungsmöglichkeiten: Gleich- und Wechselstrom
Aufbau: Innerhalb einer einzelnen Spule befindet sich einer feststehender Eisenkern und ein an der Zeigerachse befestigter und mit ihr beweglicher Eisenkern (das Dreheisen).
Wirkungsweise: Fließt Strom durch die Spule, so werden beide Eisen gleichsinnig magnetisiert und stoßen sich daher ab. Hierdurch dreht sich der bewegliche Eisenkern vom festen Weg und bringt den Zeiger zum Ausschlag. Hierbei wird eine Feder gespannt, bis die Federkraft gleich der magnetischen Reluktanzkraft ist. Nach Abschalten des Stroms stellt die Feder den Zeiger wieder in die Nullstellung zurück. (aus Wikipédia)
Fazit:
-Drehspulinstrumente: die Gebräuchlichsten, Gleichstrom / drehbar gelagerte Spule zwischen Polschuhen, Weicheisenkern / Spule erfährt Kraft
M=Fd=LNdBI
a=I((NdLB)/D)
-Elektrodyn. Messwerk : Leistung, = und ~ geeignet / Drehspule zwischen weichmagnetischen Kern mit feststehender Erregerspule und Eisenmantel /Strompfad, Spannungspfad
a~UI=P
-Dreheiseninstrumente: = und ~ / Innerhalb Spule einer feststehender Eisenkern und ein an der Zeigerachse befestigter und mit ihr Dreheisen / beide Eisen gleichsinnig magnetisiert und stoßen sich daher ab
Vorausgesetzte und im Eingangstest nachzuweisende Kenntnisse :
Aufbau, Wirkungsweise und Anwendungsmöglichkeiten von Messinstrumenten (Drehspulinstrument, Dreheiseninstrument, elektrodynamometrisches Messwerk (Wattmeter)).
Für die Messungen großer elektrischen Ströme und Spannungen werden auch heute noch verschiedene analoge Messgeräte eingesetzt. Grob kann man unterscheiden zwischen:
-Dreheisenmessgeräte: diese messen den Effektivwert
-und Drehspulmessgeräten: diese messen den arithmetischen Mittelwert. (Konsultation 11 ET II)
Zur Erinnerung: Effektivwert=Wurzel des Mittelwerts der Quadrate u(schlange)=sqrt((1/T)int(0,T,u²(t)dt))
Mittelwert: ist als Integral über eine Periodendauer definiert u(strich)=(1/T)int(0,T,u(t)dt) (Konsultation 11 ET II)
Drehspulinstrumente
Anwendungsmöglichkeiten: Drehspulinstrumente stellen auf Grund der geringen Leistungsaufnahme, der großen Empfindlichkeit und der hohen Genauigkeit die gebräuchlichsten Messungsinstrumente dar. Sie dienen der Messung von Gleichstrom.
Aufbau: Zwischen den Polschuhen eines Permanentmagneten befindet sich eine drehbar gelagerte Spule der Höhe „L“ und der Windungszahl „N“, die einen zylindrischen Weicheisenkern umschließt und mit einem Zeiger verbunden ist. Spiralfedern übernehmen die Rückstellfunktion des Zeigers.
Wirkungsweise: Die durch den Messstrom „I“ gespeiste Spule erfährt eine Kraft „F“, wobei die Spule mit ihrem Durchmesser „d“ das Drehmoment;
M=F.d=L.N.d.B.I
Auf den Zeiger überträgt. Dieses Drehmoment ist dem Rückstellfeder gleich. Der Drehwinkel „a“ des Zeigers ist damit dem Messstrom proportional.
a=((NdLB)/D)I
„D“=Rückstell-Drehfederkonstante
Dämpfung der Zeigerschwingung durch Drehspule, Lenz‘sche Regel (heruntergeladen aus dem Link)
Zur Erinnerung: Lenz’sche Regel: die induzierten Ströme lehnen durch ihre Effekte die Phänomenen, die von ihnen verursacht wurden ab.
Induktion: Entstehen eines elektrischen Feldes durch Änderung der magnetischen Flussdichte.
Elektrodynamometrisches Messwerk
Anwendungsmöglichkeiten: elektrodynamische Instrumente dienen der Messung der Leistung und sind für Gleich- und Wechselstrom geeignet.
Aufbau: die mit dem Zeiger verbundene Drehspule befindet sich zwischen einen weichmagnetischen Kern mit feststehender Erregerspule und Eisenmantel.
Wirkungsweise: Feldspule wird vom Verbraucherstrom I1 (Strompfad) durchflossen, während Drehspule vom Strom I2, der der Spannung des Verbrauchers proportional ist (Spannungspfad), wird erregt _ es kommt zu Zeigerausschlag
a~UI=P (heruntergeladen aus dem Link)
Dreheiseninstrumente:
Anwendungsmöglichkeiten: Gleich- und Wechselstrom
Aufbau: Innerhalb einer einzelnen Spule befindet sich einer feststehender Eisenkern und ein an der Zeigerachse befestigter und mit ihr beweglicher Eisenkern (das Dreheisen).
Wirkungsweise: Fließt Strom durch die Spule, so werden beide Eisen gleichsinnig magnetisiert und stoßen sich daher ab. Hierdurch dreht sich der bewegliche Eisenkern vom festen Weg und bringt den Zeiger zum Ausschlag. Hierbei wird eine Feder gespannt, bis die Federkraft gleich der magnetischen Reluktanzkraft ist. Nach Abschalten des Stroms stellt die Feder den Zeiger wieder in die Nullstellung zurück. (aus Wikipédia)
Fazit:
-Drehspulinstrumente: die Gebräuchlichsten, Gleichstrom / drehbar gelagerte Spule zwischen Polschuhen, Weicheisenkern / Spule erfährt Kraft
M=Fd=LNdBI
a=I((NdLB)/D)
-Elektrodyn. Messwerk : Leistung, = und ~ geeignet / Drehspule zwischen weichmagnetischen Kern mit feststehender Erregerspule und Eisenmantel /Strompfad, Spannungspfad
a~UI=P
-Dreheiseninstrumente: = und ~ / Innerhalb Spule einer feststehender Eisenkern und ein an der Zeigerachse befestigter und mit ihr Dreheisen / beide Eisen gleichsinnig magnetisiert und stoßen sich daher ab
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Fernstudium / Prüfung SS12
« on: March 06, 2015, 09:45:21 pm »
Guten Abend Mélagius,
Wenn du Thermo-E im Wintersemester 2014/2015 erfolgreich
abgeschlossen hast, dann wird dir das auch für die Klausur
im WS 2015/2016 angerechnet.
Wenn du Thermo-E im Wintersemester 2014/2015 erfolgreich
abgeschlossen hast, dann wird dir das auch für die Klausur
im WS 2015/2016 angerechnet.
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