Praktikum 2 - R, L, C bei Gleich- und Wechselstrom

[giga-photographics.de]

Ich kann mich Strombert nur anschließen.

Eingangstestat Variante A:

1. Zeigerbild eines Reihenschwingkreises zeichnen..

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).

3. Zeichnen sie das Schaltbild einschließlich Spannungsquelle für einen Hochpass.
    Skizzieren sie den Betrag der Ausgangsspannung abhängig von der Frequenz in einem
    Diagramm.

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.

[vitzgerd]

Hallo,

wir hatten heute dieses Praktikum.
Beim Eingangstest bekamen zumindest Leute, die direkt nebeneinander saßen, alle unterschiedliche Testvarianten.
Ich hatte "Variante 3", einer meiner Nebensitzer hatte "Variante 2", die aber mit der ebenfalls verteilten "Variante F" übereinstimmt.
Die Variante 3 stimmte inhaltlich mit den Varianten A, B und C auf der ersten Seite dieses Threads überein. Variante 2 und F waren ähnlich der Variante aus Post #46.

Die Praktikumsleiterin ist, wie schon mehrfach erwähnt, sehr hilfbereit. Sie kontrolliert das Praktikum recht gründlich aber auch fair.

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.

Sicher stellt mein geschätzter Kommilitone s320lang bald eine aktualisierte Variante seiner sehr hilfreichen Tabellen hier in den Trichter


So weit so gut, euch weiterhin viel Erfolg.

EDIT: die erste Frage in meinem Eingangstest lautete ungefähr folgendermaßen:
Erklären Sie die Begriffe "elektrische Resonanz" und "Resonanzkatastrophe".

[s320lang]

Sicher stellt mein geschätzter Kommilitone s320lang bald eine aktualisierte Variante seiner sehr hilfreichen Tabellen hier in den Trichter

HAHA mal sehen, die Fehler hab ich ja alle nur rein gemacht, damit ihr was zu denken habt

Werd das schon nochmal abändern, aber nich morgen und heute, sicher erst am Ende des Semesters

[s320lang]

Hier die aktualisierte Tabelle, falls noch Interesse besteht. Ich habe sie auch ein bisschen verschönert
Man muss ja Spaß beim Arbeiten haben^^

[Frack]

eine Sache weiß ich immernoch nicht:

wenn ich einen passiven Zweipol mit einem Kondensator habe, wie berechne ich dann die bauteil werte aus U, I, phi und f? Zur Spule findet man da ja einiges, aber da hörts auf...

vielen dank

[Leonce]

Hat jemand die Fragen die dieses semester gestellt wurden? Sind zwar welche in der dropbox aber die haben ja nicht annähernd mit denen aus dem thread zu tun

[rautezeichen]

Da du das Praktikum mittlerweile hinter dir haben solltest Leonce, kannst du uns nun doch bestimmt mitteilen, ob die Varianten der Antestate aus der Dropbox ("ET-PK2_varianteA,B,C") mit denen, die zurzeit im Praktikum abgefragt werden, übereinstimmen ;-)

Wäre cool wenn jemand von denen, die es schon hinter sich haben, darüber Auskunft geben könnte.

[Leonce]

Also die testate waren ähnlich aber nicht gleich, insgesamt sind die in der db ein bisschen leichter, aber man kann sich dran orientieren!

Also am besten die in db können und hier im thread bissl stöbern schadet auch nicht

[rubikon2045]

Hallo,

ich "darf" demnächst auch das Praktikum absolvieren, kann mir bitte mal jemand einen Tip bei der 5.2 geben, ich steh da irgendwie total auf´em Schlauch (bzw. Kabel;)).


Kleiner Nachtrag: (Manchmal kann man auch mit Mathcad toll Sachen machen)
Leider kam die Antworten für mich nicht mehr rechtzeitig genug, aber mir ist noch was eingefallen.

rot = 1/2*fg
blau = fg
grün = 2*fg
gestrichelt sind die einzelnen Komponenten,
die durchgezogenen Linien sind das Gesamtsystem

[Failixander]

Moin,
 
wir hatten am Freitag zur 2./3. DS. Das Antestat fiel sehr bescheiden aus. Bis auf eine Ausnahme nur 3-5 Punkte.
 
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.
 
2. Der Transformator wird im Leerlauf betrieben (I2=0). Berechnen Sie die Ausgangs-
    impendanz Z = U1 / I1 des Netzwerkes. Berechnen Sie die Spannung U2 !
    U1, R1, R2, Lh, f
 
3. Der Transformator wird sekundärseitig kurzgeschlossen. Berechnen Sie die
    Ausgangsimpendanz und die Spannung U2.
 
4. Aus Messungen an der Sekundärseite ergaben sich:
    bla bla Werte
Berechnen Sie Wirk-, Blind- und Scheinleistung. :nudelholz:
 
Keine Gewähr auf die Angaben.
 
Protokoll wie schon erwähnt vom Muskeltier benutzt, hat gut geklappt.
 
Dann viel Erfolg an alle nach mir.:w00t:

Das Testat wird so auch 2014 noch eingesetzt. Ich habe mal eine Skizze der Schaltung im Anhang hochgeladen. Bei uns sollte man auch noch ein Zeigerbild mit U1, U2, I1, I2 zeichnen.

Bei der Beantwortung der Fragen macht ihr euch am besten noch mal eine kleine Skizze der Schaltung und arbeitet dann mit dem Spannungsteiler.

Bei Aufgabe 4 solltet ihr euch die Einheiten gut einprägen:

• Scheinleistung in VA
• Wirkleisung in W
• Blindleistung in var

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.


Die Leute mit einem GTR können die Tabellenkalkulation nutzen.


Passt bei den Zeigerbildern auf, welchen Winkel ihr wo antragen müsst.


Viel Erfolg!

[zerrotzer]

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.

[snowmountainer]

Mal ne Frage zu dem Testat mit dem Ersatzschaltbild vom Transformator. Wenn ich u2 im leerlauf ausrechnen soll, kann ich das über u1/u2=wurzel(R1/R2) machen. Oder muss ich hier die Spannungsteilerregel anwenden, also u2/u1=(wL)/(R1+wL)... und dann halt nach u2 umstellen.

Und was meinen die mit Ausgangsimpedanz? Hier einfach den Innenwiderstand ausrechnen, oder wie hab ich mir das vorzustellen.

und u2 wär doch bei kurzgeschlossener sekundärseite eigentlich 0... oder?

Falls es jemand weiß bitte schnell anworten, hab das Praktikum schon morgen und seh hier grad net so richtig durch.

Vielen Dank

[Herdinator]

Zu diesem Semester kann man sagen das der Anfangstest der selbe ist wie hier im Post. Beachtet jedoch das der Raum durch die Baustelle sich geändert hat.Der Versuch findet in Töppler 113 b statt.

[Jean-Luc Picard]

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

[Jean-Luc Picard]

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“