Spannung und Leistung < SchulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 17:54 Do 06.02.2014 | | Autor: | Asura |
| Aufgabe | Ein 12V-Ventilator soll mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betrieben
werden. Dazu werden unterschiedliche Vorwiderstände vorgeschaltet.
U=12V, Ventilator-Widerstand 12 Ohm,
Vorwiderstände 2 Ohm, 6 Ohm, 10 Ohm, 22 Ohm, 34 Ohm, 46 Ohm
Berechne für die unterschiedliche Vorwiderstände die Ventilator-Spannung
und die Ventilator-Leistung. |
Guten Tag,
und zwar komme ich bei dieser Aufgabe nicht weiter.
Wie berechne ich die Ventilator Spannung und die Leistung?
Ich kann auch gerade nicht diese 12 V in Verbindung mit dem ganzen bringen.
Ich hoffe Sie können mir hier helfen.
MfG
Asura
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Hallo,
> Ein 12V-Ventilator soll mit unterschiedlichen
> Geschwindigkeiten betrieben
> werden. Dazu werden unterschiedliche Vorwiderstände
> vorgeschaltet.
>
> U=12V, Ventilator-Widerstand 12 Ohm,
> Vorwiderstände 2 Ohm, 6 Ohm, 10 Ohm, 22 Ohm, 34 Ohm, 46
> Ohm
>
> Berechne für die unterschiedliche Vorwiderstände die
> Ventilator-Spannung
> und die Ventilator-Leistung.
> Guten Tag,
> und zwar komme ich bei dieser Aufgabe nicht weiter.
> Wie berechne ich die Ventilator Spannung und die
> Leistung?
Also ein Vorwiderstand ist wie der Name schon sagt einem Verbraucher vorgeschaltet. Bedeutet: Vorwiderstand und ![[]](/images/popup.gif) Ventilator* sind in Reihe geschaltet und die Spannungen über beiden verhalten sich dann wie?
Mit dem Gesamtwiderstand bekommt man mit den U=12V den Strom, der jeweils fließt und mit P=U*I die jeweilige Leistung über dem Ventilator.
> Ich kann auch gerade nicht diese 12 V in Verbindung mit
> dem ganzen bringen.
Siehe oben. 
*ok, zur Jahresszeit passt der Link nicht...
Gruß, Diophant
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 19:01 Do 06.02.2014 | | Autor: | Asura |
> Hallo,
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> > Ein 12V-Ventilator soll mit unterschiedlichen
> > Geschwindigkeiten betrieben
> > werden. Dazu werden unterschiedliche Vorwiderstände
> > vorgeschaltet.
> >
> > U=12V, Ventilator-Widerstand 12 Ohm,
> > Vorwiderstände 2 Ohm, 6 Ohm, 10 Ohm, 22 Ohm, 34 Ohm,
> 46
> > Ohm
> >
> > Berechne für die unterschiedliche Vorwiderstände die
> > Ventilator-Spannung
> > und die Ventilator-Leistung.
> > Guten Tag,
> > und zwar komme ich bei dieser Aufgabe nicht weiter.
> > Wie berechne ich die Ventilator Spannung und die
> > Leistung?
>
> Also ein Vorwiderstand ist wie der Name schon sagt einem
> Verbraucher vorgeschaltet. Bedeutet: Vorwiderstand und
> Ventilator* sind
> in Reihe geschaltet und die Spannungen über beiden
> verhalten sich dann wie?
>
Sie verhält sich doch dann U / R (Weiß jetzt grad nicht ob das die richtige Darstellung ist um das Verhalten aufzuzeigen. Oder schreibt man dann U ~ I ?
> Mit dem Gesamtwiderstand bekommt man mit den U=12V den
> Strom, der jeweils fließt und mit P=U*I die jeweilige
> Leistung über dem Ventilator.
Ok, Dankeschön!
>
> > Ich kann auch gerade nicht diese 12 V in Verbindung mit
> > dem ganzen bringen.
>
> Siehe oben.
>
> *ok, zur Jahresszeit passt der Link nicht...
>
> Gruß, Diophant
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Hallo,
> > Also ein Vorwiderstand ist wie der Name schon sagt einem
> > Verbraucher vorgeschaltet. Bedeutet: Vorwiderstand und Ventilator
> > sind
> > in Reihe geschaltet und die Spannungen über beiden
> > verhalten sich dann wie?
> >
>
> Sie verhält sich doch dann U / R (Weiß jetzt grad nicht
> ob das die richtige Darstellung ist um das Verhalten
> aufzuzeigen. Oder schreibt man dann U ~ I ?
Hm, hast du dich eigentlich mit den Grundlagen (Ohmsches Gesetz, Reihen- und Parallelschaltungen) schonmal beschäftigt? Sagt dir der Begriff Spannungsteiler etwas? Auf jeden Fall wird die Spannung über dem geschlossenen Stromkreis über dem Vorwiderstand und dem Verbraucher ja jeweils abgebaut. Das Verhältnis der Spannungen über den beiden Verbrauchern ist genau das Verhältnis der beiden Widerstände, denn über dem größeren Wirderstand muss die größere Spannung anliegen und wegen
U=R*I
müssen natürlich bei konstantem Strom (und den haben wir hier) Spannung und Widerstand proportional sein.
Gruß, Diophant
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 19:42 Do 06.02.2014 | | Autor: | Asura |
Von dem Ohmischen Gesetzt ja und von Reihenschaltung und Parallelschaltung sind schon paar Jahre her wo ich das hatte.
Von Spannungsteiler habe ich noch nicht gehört, habe mir das gerade mal im Internet angeschaut, verstehe das aber noch so auf Anhieb nicht.
Könntest du es mir an einem Beispiel hier zeigen?
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 21:08 Do 06.02.2014 | | Autor: | chrisno |
Rechne lieber erst einmal "zu Fuß".
1. Gesamtwiderstand: zwei in Reihe geschaltete Widerstände
2. Strom bei gegebenem Gesamtwiderstand und gegebener Spannung
3. Mit diesem Strom und dem Widerstand des Ventilators kannst Du nun die Spannung, die am Ventilator abfällt, berechnen.
4. Leistung, die durch den Ventilator geht, aus Strom und Spannung beim Ventilator berechnen.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 21:33 Do 06.02.2014 | | Autor: | Asura |
Also:
R(g) = R1 + R2
R(g) = 2 + 6 = 8 Ohm
I = U / R(g)
I = 12 / 8 = 1,5 A
U1 = I * R1
U1 = 1,5 * 2 = 3 V
U2 = I * R2
U2 = 1,5 * 6 = 9 V
Überprüfung: U = U1 + U2
12 V = 3 V + 9 V stimmt also.
U = R * I
U = 12 Ohm * 1,5 A = 18 V
P = U * I
P = 18 V * 1,5 A = 27 W
So korrekt?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 21:43 Do 06.02.2014 | | Autor: | chrisno |
> Also:
>
> R(g) = R1 + R2
> R(g) = 2 + 6 = 8 Ohm
Da hast Du die Schaltung noch nicht richtig.
Es ist immer der Widerstand des Ventilators, 12 Ohm und dazu ein Widerstand aus der Liste von 2 Ohm bis 46 Ohm. Ich schaue das dennoch weiter durch. Falls es richtig ist, musst Du nur die Zahlen ändern.
>
> I = U / R(g)
> I = 12 / 8 = 1,5 A
![[ok]](/images/smileys/ok.gif "[ok]")
>
> U1 = I * R1
> U1 = 1,5 * 2 = 3 V
>
> U2 = I * R2
> U2 = 1,5 * 6 = 9 V
>
> Überprüfung: U = U1 + U2
> 12 V = 3 V + 9 V stimmt also.
bestens!
>
> U = R * I
> U = 12 Ohm * 1,5 A = 18 V
Nein. Siehe oben. Bei der Rechnung oben war der Widerstand des Ventilators nicht mit drin. Da kannst Du nun nicht den Strom nehmen, der durch die beiden anderen Widerstände, ohne den Ventilator, fließt.
Wenn Du oben anstelle von R2 den Ventilatorwiderstand genommen hättest, dann müsstest Du nur im Weiteren U2 und I nehmen.
>
>
> P = U * I
> P = 18 V * 1,5 A = 27 W
Mit den richtigen Werten wärest Du am Ziel.
>
> So korrekt?
noch nicht, aber in der nächsten Runde hast Du es.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 21:56 Do 06.02.2014 | | Autor: | Asura |
Gut, dann waren schon mal die einzelnen Rechenwege richtig, nur war am Anfang ein Denkfehler und ich habe statt dem Ventilator Widerstand + einem Vorwiderstand, 2 Vorwiderstände genommen - Alles klar.
Also führen wir das noch mal durch:
R(g) = R1 + R(ven)
R(g) = 2 Ohm + 12 Ohm = 14 Ohm
I = U / R(g)
I = 12 / 14 = 0,857 A
U1 = I * R1
U1 = 0,857 * 2 = 1,714 V
U(ven) = I * R(ven)
U(ven) = 0,857 * 12 Ohm = 10,284 V
Überprüfung: U1 + U(ven) = U
1,714 + 10,284 = 12 (ungefähr da ich auf 3 tragende Stellen gerundet habe) - stimmt also.
P = U * I
P = 10,284 V * 0,857 A = 8,133 W
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So jetzt müsste das doch richtig sein oder?
Also heißt das nun, das nicht die Vorwiderstände alle hintereinander angeschlossen werden, sondern immer nur ein Widerstand und dann wird geschaut wie schnell sich der dreht bei Vorwiderstand 1, Vorwiderstand 2 usw. ?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 22:13 Do 06.02.2014 | | Autor: | chrisno |
Ja, das stimmt so im Wesentlichen. Die Rundungsfehler sammeln sich an. Daher lohnt es sich, nun das Ganze ohne Zahlen zu rechnen. Dann hast Du am Ende eine Formel, in die Du nur einsetzen musst.
[mm] $R_g [/mm] = [mm] R_1 [/mm] + [mm] R_2$ [/mm] ganz allgemein
$I = [mm] \bruch{U_g}{R_g}$
[/mm]
[mm] $U_1 [/mm] = I * [mm] R_1 [/mm] = [mm] \bruch{R_1 * U_g}{R_g}$ [/mm] Das ist schon die Spannungsteilerformel.
[mm] $U_2 [/mm] = I * [mm] R_2 [/mm] = [mm] \bruch{R_2 * U_g}{R_g}$ [/mm] entsprechend
[mm] $P_1 [/mm] = [mm] U_1 [/mm] * I = [mm] \bruch{R_1 * U_g}{R_g} [/mm] * [mm] \bruch{U_g}{R_g} [/mm] = [mm] R_1 \left(\bruch{U_g}{R_g}\right)^2$
[/mm]
[mm] $P_2$ [/mm] entsprechend.
> Also heißt das nun, das nicht die Vorwiderstände alle
> hintereinander angeschlossen werden, sondern immer nur ein
> Widerstand und dann wird geschaut wie schnell sich der
> dreht bei Vorwiderstand 1, Vorwiderstand 2 usw. ?
So lese ich die Aufgabe. Es ist durchaus eine Schaltung denkbar, in der die nächsten Widerstände dazu in Reihe geschaltet werden. Das müsste dann aber im Text so stehen. Allerdings wissen wir nicht, wie schnell sich der Ventilator dreht. Er wird sicherlich langsamer. Die Realität sieht eh anders aus. Da ändert sich der Widerstand des Ventilators mit der Drehzahl.
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 22:21 Do 06.02.2014 | | Autor: | Asura |
Ich soll dazu ein Java Programm schreiben, wo ich auch eine Animation darstellen muss, wo sich ein Propeller dreht und die Geschwindigkeit ändert sobald man die Widerstände ändert, sprich die Spannung in der Schaltung.
Ich muss selbst noch schauen wie ich das mit der Geschwindigkeit mache, ich weiß ja auch nicht wie schnell ein Ventilator sich dreht bei gewisser Spannung.
Wenn da noch Tipps sind würde ich die auch gerne entgegennehmen.
Aber um zur Frage zurück zukommen ich kann in meinem Programm ja beide Fälle einbauen bzw. auch die Möglichkeit bieten mehrere Widerstände vorzuschalten.
Aber ich bedanke mich für die Zeit die Sie sich genommen haben!
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 22:42 Do 06.02.2014 | | Autor: | chrisno |
Die Drehzahl hängt auch vom Ventilator ab. Daher gib es keine festen Werte. Ich würde die höchste Drehzahl, also Ventilator ohne Vorwiderstand, so schnell wählen, das noch eine eindeutige Drehrichtung erkennbar ist. Dann würde ich sie proportional zur Spannung (nicht zur Leistung) am Ventilator reduzieren. Ich wünsche viel Erfolg.
Ansonsten sind wir hier per Du.
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