Wechselstrom Aufgabe < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 15:40 Mo 23.01.2006 | | Autor: | ONeill |
| Aufgabe | Ein ohmscher Wiederstand R=150 ohm und eine Spule L=2,1 H werden hintereinander geschaltet und an eine Wechselspannung U =12VV (f=650Hz) gesclossen.
Wie groß sind die Stomstärke und der Phasenwinkel?
Welche Leistung wird im Wiederstand umgesetzt?
Wei groß muß die Kapazität eines in serie geschalteten Kondensators sein, damit der Strom maximal wird?
Welchen Wert aht die Stromstärke. |
Hy!
Also mit dieser Aufgabe habe ich große Probleme. Ich weiß noch nicht einmal wie ich ansetzen soll!
Wie ihr seht bin ich ratlos, aber ich hoffe ihr könnt mir da weiterhelfen!
ONeill
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 17:37 Mo 23.01.2006 | | Autor: | Lolli |
> Ein ohmscher Wiederstand R=150 ohm und eine Spule L=2,1 H
> werden hintereinander geschaltet und an eine
> Wechselspannung U =12VV (f=650Hz) gesclossen.
> Wie groß sind die Stomstärke und der Phasenwinkel?
> Welche Leistung wird im Wiederstand umgesetzt?
> Wei groß muß die Kapazität eines in serie geschalteten
> Kondensators sein, damit der Strom maximal wird?
> Welchen Wert aht die Stromstärke.
> Hy!
> Also mit dieser Aufgabe habe ich große Probleme. Ich weiß
> noch nicht einmal wie ich ansetzen soll!
Wenn du ein Tafel-/Formelwerk zu Hause hast, dann lohnt sich meistens immer ein Blick hinein bei solchen Fragen.
Die Aufgabe besagt, dass Widerstand und Spule hintereinander, also in Reihe, geschaltet sind.
Für diesen Fall gilt:
Da die Stromstärke I in einer Reihenschaltung von Widerständen an jedem Widerstand den gleichen Betrag hat, so kannst du I über den Zusammenhang [mm] R=\bruch{U}{I} [/mm] ermitteln.
Für den Phasenwinkel [mm] \phi [/mm] gilt : tan [mm] \phi [/mm] = [mm] \bruch{X_{L}}{R} [/mm] mit [mm] X_{L} [/mm] = [mm] \omega\*L
[/mm]
Bei der Leistung des Widerstandes bin ich mir im Ansatz [mm] (P=U\*I) [/mm] nicht sicher, vielleicht weiß ein anderes Froumsmember, ob das so stimmt.
Wenn zu den in Reihe geschalteten ohmschen Widerstand und Spule noch ein Kondensator in Reihe geschaltet wird, so spricht man von einer Siebkette. Hier gilt: die Stromstärke I wird maximal, wenn die Impedanz Z (Wechselstromwiderstand) minimal wird; dann ergibt sich Z=R und über [mm] R=\bruch{U}{I} [/mm] ergibt sich die maximale Stromstärke.
Ich denk mal, dass sich die Kapazität über die Zusammenhänge von der Spannungsverteilung in Reihe geschalteter Bauelemente ergibt. [mm] (U_{Gersamt} [/mm] = [mm] U_{R} [/mm] + [mm] U_{L} [/mm] + [mm] U_{C} [/mm] und [mm] X_{C}=\bruch{U_{C}}{I}=\bruch{1}{\omega \* C} [/mm] mit [mm] \omega=2\*\pi\*f)
[/mm]
Hoffe das is erst mal so richtig. Gleichungen umstellen und Rechnen muss du schon allein.
mfg Lolli
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 22:00 Mo 23.01.2006 | | Autor: | ONeill |
Hy!
Erstmal vielen Dank für deine Hilfe. Nun habe ich allerdings noch Fragen:
Wo kommt die Formel für den Phasenwinkel her, ist die aus den Phasendiagrammen abgeleitet?
Das Problem bei der ganzen Sache ist ja, dass wir solche Aufgaben schon gerechnet haben, wenn wir Kondensator, Spule und Wiederstand in Reihe geschaltet haben. Aus dem Phasendiagramm kann man sich dann diverse Formeln herleiten. Hierbei haben wir aber in erster Linie nur zwei Teile im Schaltkreis und dann weiß cih gar nicht, wie man auf die einzelspannungen kommen soll.
Vielleicht kann noch jemadn Licht ins Dunkel bringen!
Nochmal Danke!
ONeill
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(Antwort) fertig | | Datum: | 01:25 Di 24.01.2006 | | Autor: | leduart |
Eingabefehler: "{" und "}" müssen immer paarweise auftreten, es wurde aber ein Teil ohne Entsprechung gefunden (siehe rote Markierung)
Hallo ONeil
Auf deine Frage ist schwer zu antworten, wenn man nicht weiss, wie ihr die Wechselstromlehre gemacht habt. wenn du nur vo Phasendiagrammen redest, denk ich mal, du weisst dass Strom und Spannung am Kondensator um 90° versetzt sind. Für die Reihenschaltung ist ja der Strom überall gleich gross. Spg. unf Strom am Widerstand sind in gleicher Phase. du zeichnest also einen Pfeil, Länge I, und verlängerst ihn auf R*I=U. um 90° davor die Spannung an L die ist dann I*\omega*Lmit \omega=2*\pi*f
die Summe der Pfeile ergibt die Gesamtspannung, also die 12V also nach Pythagoras $ U^2={R*I)^2+(I*\omega*L)^2$ daraus:
$ I=U/\wurzel{R^2+\omega^2*L^2}$
zum Winkel kannst du ablesen, dass der Strom um \phi hinter der Spannung liegt mit $tan\phi=\omega*L/R $ Leistung im Widerstand ist dann U_{R}*I =R*I^2 (das gilt, wenn 12V die effektive Spannung ist)
Wenn du nun einen Kondensator in Reihe dazu schaltest, ist die Spannung 90° hinter dem Strom, also entgegengesetzt zur Spannung an L Und es gilt U=1/\omegaC*I also hast du als Gesamtspannung
also hast du wieder die 3 Pfeile addiert :$U^2=R^2*I^2+(\omegaL-1/\omegaC)^2*I^2$. wieder nach I auflösen. I ist groß, wenn der Nenner klein ist, am grössten also wenn (\omegaL-1/\omegaC)=0 daraus C ausrechnen.
Gruss leduart.
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