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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Siebschaltung


Autor: Julia (Gast)
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Hallo zusammen.

Diese Aufgabe ist eine Prüfungsaufgabe! Finde leider keine passende 
Formel!
Hat jemand eine Idee?

Danke

Autor: ... (Gast)
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was für eine Formel? Schon mal was von einem Spannungsteiler gehört?

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Julia

Schaue mal unter

http://de.wikipedia.org/wiki/Tiefpass

Da findest du unter Tiefpass 2ter Ordnung genau das was du brauchst.



... schrieb:
> was für eine Formel? Schon mal was von einem Spannungsteiler gehört?

schon mal was von Phasenverschiebung gehört?


Ralph Berres

Autor: XXX (Gast)
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Hallo

Was möchtest du denn gern berechnen?

Gruß
Joachim

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Julia schrieb:
> Diese Aufgabe ist eine Prüfungsaufgabe
Für welche Prüfung?

Julia schrieb:
> Hat jemand eine Idee?
Mit XC = XL bekommst du u2=1,5V.
Das sieht man sofort, da muß man eigenlich nicht mal was rechnen...

Ralph Berres schrieb:
> schon mal was von Phasenverschiebung gehört?
Wenn XC und XL bereits gegeben sind, dann ist vermutlich die 
Phasenverschiebung uninteressant...

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Lothar Miller schrieb:
> Mit XC = XL bekommst du u2=1,5V.
>
> Das sieht man sofort, da muß man eigenlich nicht mal was rechnen...

Das ist leider falsch.

XL hat eine Phasenverschiebung gegenüber von XC von 180°

Es handelt sich um einen Reihenschwingkreis der in Resonanz ist. ( XL=XC 
).

Bei eine Reihenschwingkreis ohne Wirkanteil ist der resonante Widerstand 
0 Ohm und die schwingkreisgüte unendlich.

Da hier von ausgegangen ist das keine Wirkwiderstäände im Spiel ist, 
wird der Strom durch doiesen Reihenschwingkreis unendlich sein, und die 
Spannung an XC ebenfalls unendlich sein.

Du kannst mich gerne belehren wenn es nicht so ist. Dann aber bitte mit 
Beweisführung.

Ralph Berres

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Ralph Berres schrieb:
> Das ist leider falsch.
Da habe ich mich böse aufs Glatteis führen lassen...  :-(

> Du kannst mich gerne belehren wenn es nicht so ist.
Es gibts nichts zu belehren. Du hast Recht... ;-)

Autor: Norman J. (curunir)
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Naja, Spannungsteiler ist gar nicht so schlecht, nur komplex rechnen, 
würde ich sagen. Es geht ja um die Spannung am Kondensator, nicht um die 
am Reihenschwingkreis.

Zc = -j/(omega*C) = Xc
Zl = j*omega*L = Xl

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Norman

Oben im Schaltbild ist ja bereits angegeben das XL=XC ist. Da kann man 
sich das ausrechnen von L und C glaube ich sparen.

Man kann das natürlich nochmal komplex rechnen. Wobei man dann den 
Innenwiderstand der Spannungsquelle mit 0 annehmen muss und den 
Schwingkreis als verlustfrei. Zumindest kann ich aus dem Schaltbild 
nichts anderes erkennen.

Am Ergebnis ändert sich somit doch nichts oder?

Ralph Berres

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Norman J. schrieb:
> Es geht ja um die Spannung am Kondensator, nicht um die
> am Reihenschwingkreis.
Die Spannung am Schwingkreis selber ist ja schon definiert: 3V.
Nur der Strom kann variieren. Und der wird (ohne reellen Wirkwiderstand) 
unendlich werden...

Autor: Maik Fox (sabuty) Benutzerseite
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Norman J. schrieb:
> Zc = -j/(omega*C) = Xc
> Zl = j*omega*L = Xl

Diese Formeln sind falsch. Richtig ist:

Zc = 1/(j*omega*C) = -j/(omega*C)
Xc = -1/(omega*C)

Zl = j*omega*L
Xl = omega*L


Edit: Womit sich dann ja auch die Frage stellt, wie Xc positiv sein kann 
;)

Autor: Indschinör (Gast)
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Bevor die Spekulationen hier endgültig ins Kraut schießen, das Ganze mal 
systemtheoretisch:

Übertragungsfunktion:
Eingangssignal:
 (Laplace-Transformation)
=> Ausgangssignal:
...sodele, zurücktransformieren darf wer will.... ;-)

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Maik Fox schrieb:
> Edit: Womit sich dann ja auch die Frage stellt, wie Xc positiv sein kann
> ;)

Ganz einfach: Die Kapazität ist negativ. Und damit hat Lothar mit seinen
1,5V doch recht ;-)

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Yalu X. schrieb:
> Ganz einfach: Die Kapazität ist negativ. Und damit hat Lothar mit seinen
>
> 1,5V doch recht ;-)

Stimmt nicht.

Gesetzt der Fall es wären Wirkwiderstände im Spiel, wird die Spannung an 
C und an L sogar um die Schwingkreisgüte größer sein als die 
Generatorspannung. Die Spannungen von L und C sind um 180° 
Phasenverschoben.

Ralph Berres

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Ralph Berres schrieb:
> Yalu X. schrieb:
>> Ganz einfach: Die Kapazität ist negativ. Und damit hat Lothar mit seinen
>>
>> 1,5V doch recht ;-)
>
> Stimmt nicht.

Doch.

Maik hat als Einziger richtig erkannt, das Xc=2Ω eigentlich gar nicht
möglich ist, weil der Blindwiderstand eines Kondensators immer negativ
ist. Ein positiver Blindwiderstand ist nur bei einer negativen Kapazität
möglich.

Da die Aufgabe sowieso stark an der Realität vorbeigeht (keine Angabe
über Wirkwiderstände, bei Wirkwiderstand=0 unendliche Ströme und Span-
nungen usw.) und eher als Fangfrage gedacht zu sein scheint, habe ich
die Angabe Xc=2Ω einfach mal ernst genommen und bin von einer negativen
Kapazität ausgegangen.

Wenn aber Xc und Xl gleiches Vorzeichen haben und keine Wirkwiderstände
zu berücksichtigen sind, ist die Phasenverschiebung nicht 180° sondern
0°. Damit wird die Eingangsspannung einfach halbiert.

Außerdem war da noch der Smiley am Ende meines letzten Beitrags ;-)

Nicht dass du micht missverstehst: In der Realität hast du natürlich
völlig recht, da ist die Ausgangsspannung bei typischen Wirkwiderständen
von Spule und Kondensator größer als die Eingangsspannung. Aber dann
wäre die Aufgabe falsch gestellt.

Autor: Norman J. (curunir)
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@Ralph und Lothar:

Ihr habt natürlich recht...
Den R hatte ich allerdings fest im Kopf (im doppelten Sinne), als ich 
geschrieben habe. ;)


@Maik:

Gemeint war aber wohl schon, dass Zc = -j * Xc und Zl = j*Xl.



Die Aufgabenstellung an sich wäre aber schon mal interessant.

Autor: Maik Fox (sabuty) Benutzerseite
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Norman J. schrieb:
> @Maik:
> Gemeint war aber wohl schon, dass Zc = -j * Xc und Zl = j*Xl.

Die Welt wird auch nicht einfacher, wenn man innerhalb einer Aufgabe 
verschiedene Definitionen der Impedanz ansetzt ;)

Es gilt eben Z = R + jX, egal für welches Bauteil.

Norman J. schrieb:
> Die Aufgabenstellung an sich wäre aber schon mal interessant.
Entweder ist das ein Montag-Morgen-Scherz, oder da war einfach jemand 
ungenau beim Paint-Gekritzel (warum xL und dann xc?). Oder eine typische 
1./2.-Semester-Scherzfrage.

Autor: Älägroniker (Gast)
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Das sieht nach einer typisch verbuggten ?HK-Prüfung für ?-Elektroniker 
aus. Bei fast jeder Prüfung ist eine ähnliche dabei. So ein Dreck hat 
mir 2mal die 100% gekostet. Aufgaben mit 2 Lösungen aber einer wurde nur 
offiziell anerkannt, fehlerhafte Darstellungen, Logikfehler, etc. 
Eigentlich ne Frechheit das sowas passiert. Vieleicht alle paar Jahre 
mal. Aber nicht jedes mal... und das in offiziell angeblich x-fach 
geprüften Prüfungsbögen.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Yalu X. schrieb:
> Maik hat als Einziger richtig erkannt, das Xc=2Ω eigentlich gar nicht
>
> möglich ist, weil der Blindwiderstand eines Kondensators immer negativ
>
> ist. Ein positiver Blindwiderstand ist nur bei einer negativen Kapazität
>
> möglich.
>
>
>
> Da die Aufgabe sowieso stark an der Realität vorbeigeht (keine Angabe
>
> über Wirkwiderstände, bei Wirkwiderstand=0 unendliche Ströme und Span-
>
> nungen usw.) und eher als Fangfrage gedacht zu sein scheint, habe ich
>
> die Angabe Xc=2Ω einfach mal ernst genommen und bin von einer negativen
>
> Kapazität ausgegangen.
>
>
>
> Wenn aber Xc und Xl gleiches Vorzeichen haben und keine Wirkwiderstände
>
> zu berücksichtigen sind, ist die Phasenverschiebung nicht 180° sondern
>
> 0°. Damit wird die Eingangsspannung einfach halbiert.

So richtig nachvollziehen kann ich das nicht.

Also wenn ich mir mal folgende Formel betrachte.

Z = sqr/ R²+ ( xl²- xc²). wenn ich das - unberücksichtigt lassen würde
 , dann würde in der Klammer stehen xl²xc² was für mich bedeuten würde 
das die beiden Größen multipliziert werden, ansonsten müste in der 
Klammer
XL²+ -XC² stehen was aber defenitiv falsch ist.

Weil Xc von Xl abgezogen wird, wird das negative Vorzeichen schon 
berücksichtigt. Für mich ist es eine durchaus gängige Schreibweise 
einfach
XC zu schreiben und nicht -XC. Mag sein das das streng mathematisch 
falsch ist, aber sämtliche Formeln die ich aus der Elektroniklehre kenne 
spricht nun mal von XC und nicht -XC. Aber warscheinlich sind dann alle 
Lehrbücher für Lehrberufe falsch. Oder irrre ich mich da wieder?

Was die Sinnhaftigkeit dieser Aufgabe betrifft, würde ich einfach mal 
sagen das die jenigen die im Untericht aufgepasst haben sehr schnell 
merken, das als Ausgangsgröße einfach unendlich rauskommt, die die nicht 
aufgepasst haben, betrachten das einfach wie ein ohmscher 
Spannungsteiler mit dem Ergebnis 1,5V was defenitiv falsch ist.

Ralph Berres

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Hmm, ich würde eigentlich Ralph rechtgeben.
Die Angabe xc = 2 Ohm kann eigentlich nur den Betrag angeben, denn 
einfach mit einem Wert (wenn er nicht komplex ist) kann man keine 
Phasenbeziehung angeben (und der Wert wäre sogar rein imaginär.
Die Phase bzw. ob der Imaginärteil positiv oder negativ ist erschliesst 
sich aus dem Schaltungszusammenhang.
Wobei allerdings formal um das xc noch ein Betrag gehört hätte.
Gruß

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Vielleicht sollte die Julia einfach mal die komplette Aufgabe posten.
Die besteht sicher nicht nur aus der Zeichnung, sondern enthält auch
noch einen Aufgabentext. Die Zeichnung alleine lässt viel zu viel
Interpretationsspielraum offen.

Autor: Mike Schmitt (xion)
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ich bevorzug es eigentlich über die Leistung zu rechnen

-3db  = 10 log (U2/U1)

-0.3 = log (U2/U1)

10^(-0.3) = U2/U1

U1 * 10^(-0.3) = U2

Ciao

Autor: Etrick (Gast)
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Und was hat das mit der gegebenen Schaltung zu tun - nichts!

Autor: Michael (Gast)
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>Und was hat das mit der gegebenen Schaltung zu tun - nichts!

Wenn ich richtig verstanden habe sie sucht nach eine Formel und Mike 
Schmitt
hat es hergleitet.

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Michael schrieb:
> Wenn ich richtig verstanden habe sie sucht nach eine Formel und Mike
> Schmitt
> hat es hergleitet.

Und wo ist in der Aufgabe die Bedingung -3db ?????

Autor: Michael (Gast)
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Das ist doch klar er hat sich die Grenzfrequenz benutzt um U2 zu 
rechnen!

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Schon der Ansatz , eine Abschwächung um 3db anzunehmen, ist schlicht und 
einfach falsch.

Ralph Berres

Autor: I. L. (Gast)
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Ihr müsst das anders sehen. Ich vermute du bst noch in der Ausbildung?! 
Da wird es nur im Beträge gehen!

Z = (Xc-Xl)²==> Also 0

Da es sich hier offensichtlich um eine Fangfrage handelt währe die 
"theoretische" Antwort:

Aufgabe nicht lösbar, da ein Strom von unendlich multipliziert mit einer 
Impedanz von 0... nur Blödsinn ergibt.

Die Praktische Antwort währe, dass sich die Spannung betragmäßig 50:50 
aufteilt. Hast du Lösungsvorschläge oder handelt es sich um eine 
ungebunde Aufgabe?


Gruß Knut

Autor: Etrick (Gast)
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Warum glaubt ihr Ralph nicht, dass wenn XL=XC ein Resonanzkreis 
vorliegt?

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Das ist durchaus öfter so, dass Xc positiv angegeben wird.

http://de.wikipedia.org/wiki/Blindwiderstand

----
Anmerkung zur Konvention: In der Literatur wird häufig der Betrag des 
kapazitiven Blindwiderstands als XC bezeichnet. Dann werden in 
gemeinsamen Formeln die Beträge von XL und XC voneinander abgezogen. In 
der hier verwendeten Konvention (siehe auch Impedanz) ist der kapazitive 
Blindwiderstand im Gegensatz zum induktiven Blindwiderstand negativ. 
Physikalisch bedeutet das umgekehrte Vorzeichen die entgegengesetzte 
Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom.
----

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Ingo L. schrieb:
> Die Praktische Antwort währe, dass sich die Spannung betragmäßig 50:50
>
> aufteilt. Hast du Lösungsvorschläge oder handelt es sich um eine
>
> ungebunde Aufgabe?

zum wiederholten Male.

Die Antwort ist falsch, und wird auch durch Interpretationen und 
Diskusionen nicht richtiger.

Ralph Berres

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