Spannungs- und Stromteiler

...komplette Frage anzeigen zu superponierende Schaltung - (Physik, Elektrik, Elektrotechnik)

3 Antworten

Dein Text ist mir nicht ganz klar.
Das Bild zeigt, wie ich es rechnen würde.

Überlagerung Uo/Io - (Physik, Elektrik, Elektrotechnik)
philip1992 19.01.2014, 00:03

Die Frage war auch in der Tat ungeschickt gestellt, ich hatte deswegen hier (http://www.gutefrage.net/frage/spannungsteiler-wie-viele-widerstaende-mit-einbeziehen) nochmal eindeutiger gefragt. Aber wir kommen dem eigentlichen Problem näher: Direkt parallel zur Klemmenspannung liegt nämlich in deinem mittleren Rechenabschnitt nicht nur die Spannung an R3, sondern auch die Spannungsquelle. Das hatte ich ignoriert. Dennoch erscheint mir das manchmal etwas willkürlich, in welche Zweige die Widerstände verschoben werden. Denn man kann das Schaltbild mit offenem I0 auch wie folgt zeichnen, jetzt liegen plötzlich R1 und R2 in Reihe und ich habe keine Ahnung, wieso: http : //imagizer.imageshack.us/v2/800x600q90/33/g83g.jpg

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Ich hatte schon mal die Vermutung (die durch Deinen Kommentar jetzt ein bisschen bestärkt wurde), dass der rechte Kreis eine ideale (dh. ohne Innenwiderstand) Stromquelle ist mit der Urspannung Uo, und der Kreis mit R3 zusammen das Ersatzschaltbild der realen Stromquelle mit Innenwiderstand R3. Dann ist die Spannung zwischen 1 und 2 deren Klemmenspannung, und sollte nicht den Index L haben, sondern nur U12, da es ja nicht die Leerlaufspannung Uo ist. Das wäre sie nur, wenn kein Strom fließt. Hier aber fließt Strom, weil der Verbraucher R1 + R2 angeschlossen ist. U12 ist Uo um den Spannungsabfall an R3 vermindert. Jetzt ist die Reihenschaltung von R1 und R2 ein Spannungsteiler für die Klemmenspannung U12. Der linke Kreis könnte dann ein Spannungsmesser für die Teilspannung an R1 sein und sollte mit U1 bezeichnet werden. Für R1 = R2 z.B. wäre U1 = 0,5 U12.

PS Was meinst Du mit Superposition?

philip1992 18.01.2014, 11:49

Hmm, so ganz kann ich dir nicht folgen. Der rechte Kreis ist eine ideale Spannungsquelle (!!!), die eine Spannung U0 erzeugt. Zusammen mit R3 kann man das wohl als reale Spannungsquelle auffassen. Der Index L ist in der Aufgabenstellung gegeben und da zwischen den Klemmen kein Lastwiderstand angeschlossen ist, ist da ja ein Leerlauf. Ich glaube aber, du analysierst das ganze genauer, als ich es überhaupt muss. Von ein Superposition bezeichnet die Herangehensweise, dass man den Einfluss der Quellen vereinzelt betrachtet und dann die beiden getrennten Beobachtungen addiert. Ich werde mal eine neue Frage stellen mit möglicherweise eindeutigeren Bildern, sonst geht das hier unter.

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stekum 18.01.2014, 14:20
@philip1992

Eine reale Spannungsquelle hat keine feste Ausgangsspannung, denn diese (die Klemmenspannung) hängt von der Belastung ab, dh wieviel Strom fließt. Man denkt sie sich im Schaltbild ersetzt durch eine ideal(isiert)e Spannungsquelle mit fester Spannung in Reihe mit dem Innenwiderstand. So kann man dann auch die Klemmenspannung berechnen in Abhängigkeit vom durchfließenden Strom. Der Index L ist irreführend. und zwischen den Klemmen 1 und 2 ist DOCH ein Lastwiderstand angeschlossen, nämlich R1 + R2.

Bei der Superposition sollen "Quellen vereinzelt betrachtet" werden. Aber hier ist in der ganzen Schaltung nur EINE Quelle (Uo).

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philip1992 18.01.2014, 18:06
@stekum

Ich bin hier offensichtlich kein Elektrik-Meister, übernehme aber die Aufgabenstellung aus der Uni und die werden das nicht seit Jahren falsch machen. Es liegt direkt zwischen den Klemmen eben kein Lastwiderstand an, deswegen Leerlaufspannung. Und ganz links, das ist das Symbol für eine ideale Stromquelle, daher muss man superponieren.

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stekum 19.01.2014, 02:10
@philip1992

Aber es kann doch Strom von Klemme 1 nach Klemme 2 über R1 und R2 fließen! Und was ist eine ideale Stromquelle?

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Ich verstehe weder Deinen Text, noch das Bild. Bist Du sicher, dass es so richtig ist? Ist der Kreis, an dem Uo steht die Spannungsquelle oder ist es U zwischen 1 und 2? Ist der Kreis, an dem Io steht ein Strommesser? Das kann fast nicht sein, da Strommesser nicht parallel angeschlossen werden. Genau wie der Kreis Uo Spannungsmesser kaum denkbar ist.

philip1992 18.01.2014, 09:21

Das Schaltbild ist schon richtig so. Neuer Versuch: Die Leerlaufspannung UL12 soll mittels Superposition bestimmt werden. Zuerst schließe ich die Spannungsquelle U0 kurz und betrachte somit nur den Einfluss der Stromquelle U0. Die Leerlaufspannung an den Quellen ist jetzt die gleiche wie die Spannung am Widerstand R3, also I3*R3. In dem Fall kommt I0 an den Knoten, wo er entweder nach unten zu R1 fließt oder geradeaus durch R2 in Richtung R3. Knapp gefragt: Warum lautet der Stromteiler für den gesuchten Strom (der, der geradeaus geht) I3 = I0 * R1 / (R1 + R2 + R3) und nicht I3 = I0 * R1 / (R1 + R2)?, also wird R3 nicht berücksichtigt? Jetzt wird die Stromquelle offen gelassen, man kann sich alles links von R1 wegdenken unc schaut sich somit nur den Einfluss von U0 an. Jetzt interessiert mich - so dachte ich - die Spannung an R3, weil die ja äquivalent zu UL12 sein sollte. Diese Spannung an R3 sollte gemäß Spannungsteiler U3 = U0 * R3 / (R1 + R2 + R3) sein. Allerdings kann man R2 auch nach rechts um die Ecke verschieben, sodass er im gleichen Zweig liegt wie R3. Und dann wäre die Spannung parallel zu UL12 (also die gesuchte) nämlich U23 = U0 * (R2 + R3) / (R1 + R2 + R3). Auch hier knapp gefragt: Wieso ist nicht U3, sondern U23, äquivalent zu UL12?

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