Bombentrichter
Hallo, ich habe leider feststellen müssen,dass ich trotz Lösung mir keinen Reim auf die Teilaufgabe C und D.der 7. Aufgabe 2008 machen kann.Könnte mir bitte jemand eine ausführliche Erklärung liefern?thxHallo,ich hoffe, die Berechnung ist ausführlich genug. Normalerweise faßt man viele Schritte im Kopf zusammen, wenn man bei den OPV-Aufgaben Übung hat. Aufgabe C)-------------der Ausgangspunkt der Überlegungen ist:Am (+)Eingang von OPV2 herrscht Massepotential.Begründung:Beide OPV sind in Gegenkopplung betrieben. Das erkennst Du daran, daß bei jedem OPV der Ausgang mit dem (-)Eingang verbunden ist. Die Folge davon ist, daß die Spannung vom (+)Eingang zum (-)Eingang jeweils zu Null geregelt wird.Und jetzt hangeln wir uns von unten nach oben durch:Das (+) von OPV1 ist an der Masse angeschlossen. Wegen der Gegenkopplung von OPV1 ist auch der (-)Eingang von OPV1 auf Masse. Da S1 geschlossen ist, hat auch der (+)Eingang von OPV2 Massepotential und wegen der Gegenkopplung von OPV2 hat folglich der (-)Eingang von OPV2 Massepotential.Dieses Massepotential nutzen wir jetzt zur Berechnung: - Die Spannung U1 geht vom oberen Ende der Spannungsquelle nach unten zur Masse. Da am (-)Eingang von OPV2 auch Massepotential ist, liegt U1 auch über R1 an.Also gilt:I1 = U1/R1 (I1 von links nach rechts)- Die Ausgangsspannung Ua1 geht vom Ausgang von OPV2 zur Masse. Da am (-)Eingang aber auch Massepotential ist, geht Ua1 auch vom Ausgang zum (-)Eingang. Über diesen Weg kannst Du Ua1 mithilfe von Bauelementegleichungen schreiben:Ua1 = (R4 + jwL)*(-I4) (I4 von links nach rechts, -I4 also von rechts nach links)- Jetzt mußt Du noch nutzen, daß der OPV-Eingang hochohmig ist (d. h. es fließt kein Strom in den Eingang oder hinaus):Also gilt:I1=I4Die Formeln kannst Du schrittweise ineinander einsetzen:Ua1 = (R4 + jwL) * (-I4) = (R4 + jwL) * (-I1) = = (R4 + jwL) * (-1) * (U1/R1) R4 + jwLUa1/U1 = - ----------------- R1Aufgabe D)--------------Die erste Formel ist einfach. Du gehst von der Basis des Pfeiles Ud zu seiner Spitze, und zwar über Ua2, die Masse an Ua2, die Masse bei Ua1 und entgegen dem Pfeilsinn entlang Ua1.Es kommt heraus: Ud = Ua2 - Ua1Die zweite Formel ist zum Einsetzen.Grüße vom HochbettPS: Nimm die Aufgabe nicht zu ernst. Du kannst an ihr die Grundgleichungen üben; das war's dann aber auch. Aus Sicht der Praxis ist die Schaltung kompletter Unsinn. Sie kann insofern als ein gutes Beispiel dafür dienen, wie man Prüfungsaufgaben nach Möglichkeit nicht stellen sollte.Begründung:1) Die Dimensionierung der Bauteile ist sehr unrealistisch:Es fängt bei den 5 Ohm Eingangswiderstand an. 5 Ohm ist nahezu ein Kurzschluß. Übliche Signalgeneratoren haben Innenwiderstände von 50 Ohm. Daher wird in der Praxis kaum ein Signal am OPV ankommen.Nun sagt die Aufgabenstellung, daß eine ideale Spannungsquelle vorliegt. Aufgrund des kleinen Eingangswiderstandes fließt dementsprechend ein hoher Eingangsstrom. In Aufgabenteil b) berechnest Du I2=1A. Dieser Strom führt zu einer Wärmeleistung von 25W an R3. Das ist die halbe Leistung, die ein Laptop verbraucht. Und diese Leistung soll dann auch noch ein OPV liefern.Zum Vergleich: Übliche Widerstände für elektronische Schaltungen vertragen 0,25W, und typische Operationsverstärker können 20mA liefern. Von der Firma Apex gibt es aber tatsächlich Operationsverstärker, die derartige Leistungen im Notfall liefern können. Die Leistung hat allerdings auch ihren Preis von mehreren Hundert Euro (statt üblicher 0,1€-5€ für Operationsverstärker).Die dargestellte Schaltung kann also nur unter großer Mühe überhaupt hergestellt werden und ist dann vor allen Dingen eine Heizung. Nun sagen Dozenten ja immer, man solle die Größenordnung der Ergebnisse werten. Hier kann ich mir gut vorstellen, daß jemand sein "richtiges" Ergebnis wieder durchgestrichen hat, weil er es richtigerweise für kompletten Unsinn gehalten hat.2) Die Schaltung erzeugt unerwünschtes Übersprechen:Der (+)Eingang von OPV2 wird zu einer virtuellen Masse geschaltet. Damit soll einerseits vorgetäuscht werden, daß beide OPV-Schaltungen miteinander verkoppelt sind. Die Lernenden sollen sich mit der Schaltung beschäftigen und ihren anfänglichen "Irrtum" durch ihre Rechnungen widerlegen. Das Hilfsmittel bei der Rechnung ist, daß die virtuelle Masse auch nur GND-Potential hat. Soweit die "pädagogische" Überlegung.Der pädagogische Anstrich verliert sofort seinen Glanz, wenn man sich die tatsächlichen Verhältnisse vor Augen führt: Virtuelle Massen weisen in der Praxis immer einen Spannungsoffset und signalabhängige Potentialschwankungen auf (virtueller Ground = nur ungefährer Ground). Die Bezugnahme auf die virtuelle Masse führt daher zu einem unerwünschten Übersprechen zwischen den Kanälen. Das heißt: Die Schaltungen sind eben doch miteinander verkoppelt. Der scheinbare "Irrtum", den die Studenten durch ihre Rechnungen widerlegen sollten, ist in Wirklichkeit gar kein Irrtum. Kein Schaltungsdesigner würde ohne große Not eine solche Verkopplung durchführen. Also gehört es auch nicht in die Grundlagenausbildung.Der (+)Eingang von OPV2 sollte stattdessen an die tatsächliche Masse angeschlossen werden.3) Ganz ähnlich verhält es sich mit Schalter S1. Der Schalter ist komplett unnötig:Wenn man nicht gerade Störungen erzeugen will, so muß er in der Praxis nämlich immer geschlossen sein. Denn wäre S1 offen, so wäre das Potential am (+)Eingang von OPV2 unbestimmt. Der OPV2-Ausgang neigt dann zu heftigen Schwingungen von +Umax nach -Umax. Das verursacht Signalstörungen, die über die Versorgungsleitungen an die anderen auf der Schaltung befindlichen Bauelemente übertragen werden.4) Im Vergleich dazu klein ist die seltsame Namensgebung: U1 liegt an OPV2 an und U2 an OPV1.
Salut,erstmal danke schön für die Antwort.Aber ich meinte eigentlich die Arbeit vom SS 2008.Und mir ging es im wesentlichen um den Drehwinkel phi und wie ich auf diese Formel komme die in der Lösung genannt wird.
Moin!hab ne frage zur 2 b) der et klausur ws 07/08. mit dem überlagerungssatz möchte ich die spannung Uab ausrechnen. Uab setz sich ja aus den zwei teilspannungen zusammen, die man durch eliminieren der jeweiligen stromquelle erhält. wenn ich die stromquelle Iq2 eliminiere (Ri=unendlich) müsste doch der innenwiderstand für Iq1 R1 parallel zu R2+R3 sein, oder sehe ich das falsch? denn in der lösung steht was anderes.
Topic: ET Klausur 2008 Aufgabe 7 OPV (Read 6367 times)