Übung zu linearer Spannungsquelle?

Guten Morgen zusammen,

Ich versuche gerade Elektrotechnik zu studieren, wobei ich mich im Nebenberuflichen Studiengang befinde und mich neben aller Verpflichtungen doch etwas schwer tue.

An eine lineare Spannungsquelle (Uq, Ri) wird ein Verbraucherwiderstand Rv=2,8 Ohm angeschlossen. Im Belastungsfall, nimmt der Widerstand eine Leistung von P=8,75 Watt auf.

Die Verlustleistung soll max. 1% betragen.

Berechnen Sie Quellenspannung Uq, Innenwiderstand Ri und Kurzschlussstrom Ik der linearen Spannungsquelle.

Also was habe ich bis hierher getan?

Ich habe mir die Spannung mittel U=Wurzel aus P*R berechnet dabei komme ich auf eine Spannung von 4,95 Volt.

Nun soll ja die Verlustleistung maximal 1% betragen, sprich würde ich mir jetzt mittels Dreisatz einen Prozent von der Leistung ausrechnen käme ich ja auf 0,0875 Watt müsste ich die jetzt oben auf die 8,75 Watt darauf rechnen oder abziehen und wie würde es danach weiter gehen?

Vielen lieben Dank

Answer 1

[TheCleverFox]

Also zunächst erstmal die Spannung Uv:

$Pv=\frac{Uv^{^2}}{Rv}\mid umstellen$ $Uv=\sqrt{Pv\cdot Rv}=\sqrt{8,75W\cdot2,8Ohm}=\sqrt{8,75VA\cdot2,8\frac{V}{A}}=\sqrt{24,5V^2}=4,95V$

Jetzt der Strom in der Schaltung:

$I=\frac{Uv}{Rv}=\frac{4,95V}{2,8Ohm}=1,768A$

Jetzt die maximale Verlustleistung (am Innenwiderstand):

$PverlMAX=\frac{Pv}{100}\cdot1\%=0,0875W$

Jetzt den Innenwiderstand ausrechnen:

$PverlMax=Ri\cdot I^2\mid umstellen$ $Ri=\frac{PverlMAX}{I^2}=\frac{0,0875W}{1,768^2A^2}=\frac{0,0875VA}{3,126A^2}=0,028Ohm$

Jetzt kannst du mit dem Maschensatz die Quellspannung ausrechnen:

$Ui+Uv-Uq=0\mid umstelen$ $Uq=Ui+Uv=Ri\cdot I+Uv=0,028Ohm\cdot1,768A+4,95V=5V$

Und zum Schluss noch den Kurzschlussstrom:

Rv = 0. Es folgt: Uq = Ui

$Ik=\frac{Ui}{Ri}=\frac{Uq}{Ri}=\frac{5V}{0,028Ohm}=178,571A$

Fertig.

Also dein Ansatz war genau richtig so ;)

Answer 2

[HansWurst45]

Mach' das, was ein Ingenieur tut, wenn er nicht mehr weiter weiß: Er macht sich eine Skizze!

Skizziere den Stromlaufplan mit einer idealen Spannungsquelle Uo dem Innenwiderstand Ri und dem Lastwiderstand R und den Batterieklemmen bzw. einem gestrichelten Kasten um die "Teile" der realen Spannungsquelle.

Mit der Klemmenspannung und dem Lastwiderstand kannst du den Strom ausrechnen. Mit der Verlustleistung am innenwiderstand und dem Strom kommst du auf den Ri und den Spannungsabfall am Innenwiderstand. Damit kannst du dann Uo ausrechnen.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung