Ausgangsspannung einer Schaltung mit Z-Diode, AC und DC Quelle

[Alex W. (jatego)]

Hallo,

ich habe die Suche verwendet und keinen ähnlichen Beitrag gefunden.

Bei folgendem bin ich mir nicht sicher/hab ich keine Ahnung:

1. Ich weiß nicht, ob die idealen Z-Dioden durch ihre differentiellen 
Wiederstände ersetzt werden können (da sowohl gleich- als auch 
Wechselspannung angelegt ist).

2. Ist der Stromkreis als geschlossen anzusehen (bevor Lastwiederstand 
angeschlossen ist), fließt der Strom also von der Wechselspannungsquelle 
zum positiven bzw. negativen Potential?

Ist mein Lösungansatz (siehe Datei "eigene Überlegungen) komplett 
daneben oder was stimmt daran nicht?

Danke für eure Unterstüzung,

Gruß, Thomas

[Falk B. (falk)]

@  Hannes Cramer (jatego)

>1. Ich weiß nicht, ob die idealen Z-Dioden durch ihre differentiellen
>Wiederstände ersetzt werden können

Nein, weil die Diodenkennlinie nichtlinear ist und hier 
Großsignalbetrieb vorliegt.

>2. Ist der Stromkreis als geschlossen anzusehen (bevor Lastwiederstand
>angeschlossen ist), fließt der Strom also von der Wechselspannungsquelle
>zum positiven bzw. negativen Potential?

Wenn die Eingangsspannung entsprechend positiv/negativ ist.

>Ist mein Lösungansatz (siehe Datei "eigene Überlegungen) komplett
>daneben oder was stimmt daran nicht?

Merkwürdige Frage. Erste brauchbare Ansätze sind drin. Am Ende ist es 
eine einfache Klemmschaltung, die Spannungen oberhalb/unterhalb eines 
bestimmten Wertes begrenzt, dort kommt dann Stromfluss über die Dioden 
zustande und es fällt Spannung über dem Widerstand ab. Merkwürdig ist 
die Z-Diodenkennlinie (zumal die Symbole im Schaltplan KEINE Z-Diode 
sind), sowas macht man eigendlich nur mit normalen Dioden, damit wird es 
etwas einfacher.

MfG
Falk

[Alex W. (jatego)]

Danke für die schnelle Antwort, dadurch haben sich mir schon einige 
Fragen geklärt.

Die eigezeichneten Dioden sollen auf jeden Fall Z-Dioden darstellen 
(auch wenn das Häkchen fehlt), normale Dioden würden in dieser Schaltung 
zerstört werden, da die Sperrspannung von -4,3V überschritten wird (für 
D1 z.B. sobald u1(t) unter 1,7V sinkt, für D2 sobald u1(t) über 2,3V 
steigt).


>Ist mein Lösungansatz (siehe Datei "eigene Überlegungen) komplett
>daneben oder was stimmt daran nicht?

Die Frage ist so merkwürdig formuliert, da bereits feststeht, dass der 
Ansatz falsch ist. Ich bekomme zwei verschiedene Werte für die Spannung 
die über R abfällt (die Werte müssen jedoch identisch sein da).

Deshalb frag ich mich natürlich, was daran falsch ist (wenn der 
Lösungsansatz nicht ehh kompletter quatsch ist)...

Freundlicher Gruß

[Falk B. (falk)]

@  Hannes Cramer (jatego)

>(auch wenn das Häkchen fehlt), normale Dioden würden in dieser Schaltung
>zerstört werden, da die Sperrspannung von -4,3V überschritten wird

Sagt dein Professor, was? Komisch nur, dass die meisten Dioden dieser 
Welt locker 20V Sperrpsannung haben, eher noch mehr.

> (für
>D1 z.B. sobald u1(t) unter 1,7V sinkt, für D2 sobald u1(t) über 2,3V
>steigt).

Theoretisch richtig, praktisch Unsinn.

>Die Frage ist so merkwürdig formuliert, da bereits feststeht, dass der
>Ansatz falsch ist. Ich bekomme zwei verschiedene Werte für die Spannung
>die über R abfällt (die Werte müssen jedoch identisch sein da).

Nö, das ist schlicht eine Fallunterscheidung. Und die niedrigste 
Spannung gewinnt. Ist doch nicht schwer. Entweder wird positive 
Überspannung durch D1 in Flußrichtung begrenzt oder D2 in Sperrichtung, 
je nachdem was eher greift. Dito für negative Spannung. Superposition 
geht hier nicht, weil nichtlineare Bauelemente drin sind. Und Rd von 1k 
ist meilenweit von der Realität entfern. Im Sperrbereich sind das eher 
Hunderte von kOhm. Zum Vergleich 100k heißt 10µA Stromänderung bei 1V 
Spannungsänderung. 10µA ist der Leckstrom einer miesen Diode.

Ergo. bei b) sind die Dioden nicht wirksam und man kann sie sich 
wegdenken. Die Leckströme / differentielle Widerstand spielen keine 
nennenswerte Rolle.

Alles in Allem ist die Aufgabe sehr akademisch . . .

MfG
Falk

[Alex W. (jatego)]

Alles in Allem ist die Aufgabe sehr akademisch . . .

Da haben sie recht, wir machen hier nur spannungsfreie Trockenübungen 
auf dem Papier...

Ich habe es noch nicht verstanden, in welchem Fall welche Diode 
leitet..

Gruß

[Falk B. (falk)]

@  Hannes Cramer (jatego)

>Ich habe es noch nicht verstanden, in welchem Fall welche Diode
>leitet..

Isses wirklich so schwer? Uff.

>Nö, das ist schlicht eine Fallunterscheidung. Und die niedrigste
>Spannung gewinnt. Ist doch nicht schwer. Entweder wird positive
>Überspannung durch D1 in Flußrichtung begrenzt oder D2 in Sperrichtung,
>je nachdem was eher greift.

D1 wird in Flußrichtung leitend, wenn die Spannung an der Anode ca. 
3V+0,7 beträgt, also 3,7V. Bis dahin fließt kein Strom durch R, damit 
ist die Eingangsspannung ganz lins identisch mit der Anodenspannung von 
D1, welche gleichzeitig die Kathodenspannung von D2 ist.

D2 wird in Sperrichtung leitend, wenn die Kathodenspannung 4,3V größer 
ist als die Anodenspannung, also -2-(-4,3)=-2,3V.

Hier "gewinnt" D2, D1 wird nie leitend.

Für negative Polarität ist jetzt eine Aufgabe för den Schöööler.

MfG
Falk

[Alex W. (jatego)]

So, Aufgabe a) meine ich jetzt raus zu haben..

Bei b) weiß ich jedoch wieder nicht, wie ich an die Aufgabe ran gehen 
soll...

Gruß!

[Falk B. (falk)]

@  Alex Weber (jatego)

>So, Aufgabe a) meine ich jetzt raus zu haben..

Passt.

>Bei b) weiß ich jedoch wieder nicht, wie ich an die Aufgabe ran gehen
>soll...

Superposition, auch wenn Rd = 1k unrealistisch ist. Deine 3V bzw -2V 
kommen aus Spannungsquellen. Na, dämmerts?

MfG
Falk