Berechnung des Widerstands zwischen zwei Knoten?


22.08.2023, 15:11

Dies ist die Übungsaufgabe ohne den temperaturabhängigen Widerstand:

Dort ist auch nach dem Widerstand zwischen A und D gefragt.

Gelöst wird das wie folgt:

Ich bin also davon ausgegangen, das der Widerstand zwischen A und D dem Gesamtwiderstand entspricht.

SchakKlusoh  22.08.2023, 15:05

Die Frage lautet doch nach A und D - nicht nach A und B?

LRT1234 
Fragesteller
 22.08.2023, 15:12

Richtig. Ich hätte vielleicht noch etwas zur Übungsaufgabe erwähnen sollen.

Ich habe diese in der Frage ergänzt.
Vielleicht klärt das die Frage. :)

2 Antworten

Das Ersatzschaltbild der Aufgabe, die ohne den temperaturabhängigen Widerstand ist, kann nicht richtig sein, denn dort fehlt der Widerstand zwischen C und D, sodass C = D wird. Es hat zwar einen Grund, warum der fehlt (siehst du gleich), trotzdem passt das aber nicht zur Aufgabenbeschreibung.

Zur ersten Aufgabe (mit dem temperaturabhängigen Widerstand) ist dein Ersatzschaltbild ok. Der rechte Teil der Schaltung ist eine Brückenschaltung mit dem Brückenwiderstand R_BD. Den Gesamtwiderstand diesen Teils kannst du somit berechnen. Das bildet dann den Ersatzwiderstand, der parallel zu R(T) liegt.

Spoiler: Da alle Widerstände in der Brücke R = 6 Ohm haben, ist die Brücke abgeglichen und durch R_BD fließt kein Strom. Den kannst du dir somit wegdenken, sodass der Ersatzwiderstand sich berechnet durch:



Dieser Widerstand liegt jetzt dauerhaft mit 6 Ohm, weil kein einziges R dieser Brücke sich ändern (soll), parallel zum temperaturabhängigen Widerstand R(T).

Bei T = 20°C ist R(T) = 6 Ohm der Gesamtwiderstand somit:



Den Fall für 120°C schaffst du :)

LRT1234 
Fragesteller
 24.08.2023, 01:18

(Abgesehen von meinem vorherigen Kommentar.)

Vielen Dank für die Antwort!

Die Rechnung stimmt mit meiner Anfangsrechnung überein und half mir sehr.

Allerdings verstehe ich noch nicht, warum der Widerstand zwischen A und D in beiden Aufgaben gleich zum Gesamtwiderstand ist. Könnten Sie das kurz erläutern? Vielleicht übersehe ich etwas.

Viele Grüße

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AMG38  24.08.2023, 20:43
@LRT1234

Das ergibt sich nur aufgrund des symmetrischen Aufbaus bzw. aufgrund der abgegklichenen H-Brücke. Die H-Schaltung hat ja an jedem Widerstand 6 Ohm. Der zu dieser Schaltung parallelgeschaltete, temperaturabhängige Widerstand, sofern er auch 6 Ohm hat, führt dazu, dass du zwischen A und C den gleichen Widerstand misst wie zwischen A und D. Du könntest dir dazu die Schaltung anders aufzeichnen und würdest sehen, dass der gleiche Aufbau rauskommst. nur dass diesmal ein anderes Bauteil als Brückenwiderstand fungiert. Da aber eh alle 6 Ohm sind, kommt immer das gleiche Ergebnis raus.

Das heisst aber nicht, dass du IMMER zwischen A und D den gleichen Wert messen würdest. Wenn z.B. R(T) nicht mehr 6 Ohm sind, dann wirst du zwischen A und C einen anderen Wert messen als zwischen A und D.

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LRT1234 
Fragesteller
 25.08.2023, 10:35
@AMG38

Vielen Dank für deine erneute Hilfe.

Ich hab die H-Schaltung in jeweils 2 Parallelschaltungen, und diese in 2 Ersatzwiderstände umgeformt. So erhalten ich den Widerstand R_C / R_D = R/2.
Möchte ich nun den Widerstand zwischen A und D, mit dem R(T=120°C) messen bzw. errechnen, erhalte ich:
R_AD= ( R(T=120°C) + R_D ) || R_C .

Stimmt das so?

Viele Grüße

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Die Bilder und Umzeichnungen sind OK - gelten aber nur deshalb weil der rechte Teil aus 4 gleichen R besteht.

Man kann das ganze doch vereinfachen, wenn man gleich R/2 schreibt für R||R.

Es ist auch OK, wenn man zuerst R_AB aufschreibt und dann nach R_AC (identisch zu R_AD) umformt.

Also ganz einfach (da alle 3 in einem Ring geschaltet sind):

R_AC=R_AD=(R/2) || (Rt + R/2)

LRT1234 
Fragesteller
 22.08.2023, 15:28

Super, vielen Dank!
Ich war mir nur nicht sicher ob die Aufgabe so gestellt wurde, dass man um eine Dreieck-Stern-Umwandlung nicht drum rum kommt - oder eben ob diese eine "Falle" sein sollte/könnte.

Der Gesamtwiderstand zwischen den Knoten A und D entspricht also
R_AD = R_AC(120°C) || ( R/2 || R/2 ) ?

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LRT1234 
Fragesteller
 22.08.2023, 16:13
@Lutz28213

Vielen Dank für die Antworten. Leider verstehe ich das nun nicht, könnten Sie dies noch etwas erläutern?
Der Widerstand Rt ist für mich nicht erkennbar in Reihe mit einer Parallelschaltung ( (Rt + R/2) ).

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Lutz28213  22.08.2023, 16:45
@LRT1234

Zwischen den Knoten A und C (im letzten, vereinfachten Bild) liegt doch einmal R||R (also R/2) und außerdem die Reihenschaltung von R_DB=R/2 und dem temperaturabhängigen Widerstand Rt. Dieses "außerdem" bedeutet doch nichts anderes als "parallel", denn wenn zwischen 2 Knoten RX liegt und außerdem auch noch Ry , dann sind beide doch parallel!

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LRT1234 
Fragesteller
 22.08.2023, 19:36
@Lutz28213

@Lutz28213

Danke für deine Hilfe. Leider ist mir das immer noch nicht so klar.

Ich nutze jetzt auch das letzte Bild, welches in der Ergänzung von mir eingefügt wurde.
R_AB sei in diesem Fall R(t).

R_AC entspricht der Parallelschaltung R/2, welcher in Reihe mit dem Widerstand R_DB, = R/2, ist.

Diese Reihenschaltung (aus 2 Parallelschaltungen ) ist wiederum parallel zu dem Widerstand R(t).

Könntest du mir sagen wo genau ich hier einen Fehler gemacht habe?

Grüße

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Lutz28213  23.08.2023, 12:31
@LRT1234

Wenn Du nach R_AB auflöst, stimmt Deine Rechnung natürlich, ABER: Es soll laut Aufgabenstellung doch nach R_AD aufgelöst werden.

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LRT1234 
Fragesteller
 23.08.2023, 12:49
@Lutz28213

Genau. Auch wurde in der Aufgabenstellung ohne R(t) nach R_AD gefragt, und dort wurde der Gesamtwiderstand R_AB in der Lösung genutzt. Deshalbt fragt ich mich, ob ich für die Aufgabe mit R(t) auch nach dem Gesamtwiderstand lösen kann.

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Lutz28213  23.08.2023, 17:57
@LRT1234

Natürlich kannst Du auch so vorgehen, dass Du erst R_AB aufschreibst und danach umformst - ist doch aber umständlicher:
R_AB=Rt || (R_AD+R_CB) , Das kann man jetzt nach R_AD auflösen. Mein Vorschlag - nämlich gleich R_AD aufzuschreiben ist doch viel einfacher.

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LRT1234 
Fragesteller
 23.08.2023, 18:21
@Lutz28213

Also, wurde die Übungsaufgabe ohne R(t) ( also die Aufgabe in der Ergänzung ) nicht zuende gerechnet? Unter dem Schaltbild steht ja R_AB=..., danach endet die Musterlösung zu der Aufgabe.

Wenn ich nun den Widerstand zwischen den Knoten A und D herausfinden möchte, muss ich dann so gesehen einmal oben und einmal unten rum?
Von A über C zu D = R/2 || R(t) und von A über R(t) zu D wäre R(t) + R/2?
Die Widerständen auf den beiden "Wegen" werden dann einfach zusammen addiert?

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Lutz28213  24.08.2023, 11:47
@LRT1234

Nein parallel! Siehe meine obige Antwort und dazu meine Erläuterungen (Kommentare)!

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