Servus,
hoffe ich bin hier jetz im richtigen Forum.
Es geht um folgende Aufgabe bei der die Lösung bekannt ist, aber leider
nicht der Rechenweg.
Ein Verstärker würde bei Leistungsanpassung 20W an einen 4 Ohm
Lautsprecher abgeben.
Welche Leistung würde an einem 8 Ohm Lastwiderstand abgegeben?
Richtig wäre 17,77W.
Könnte mir bitte jmd. den Rechenweg erklären?
Danke
MfG
Leistungsanpassung heißt, dass es eine ideale Spannungsquelle mit
Innenwiderstand gibt. Der Lautsprecher ist mit seinen 4 Ohm so gewählt,
dass die Leistung an diesen 4 Ohm maximal ist.
Wenn man das rechnet, kommt man darauf, dass der Innenwiderstand auch 4
Ohm sein muss (Bedingung für Leistungsanpassung).
der Strom bleibt nicht gleich, wenn du den Widerstand änderst.
Nur die Spannung, die die Spannungsquelle vor ihrem Innenwiderstand
liefert, ist konstant.
aja und man sollte sich bewusst sein, dass Lautsprecher nicht mit
Gleichstrom laufen, aber da müsste sich eher der Aufgabensteller an die
Nase fassen ^^
Rechne besser über die Spannung. Das ist eingänglicher.
Deine reale Spannungsquelle besteht also aus einer idealen
Spannungsquelle, dem Innenwiderstand (den weisst Du jetzt ja) in Reihe
und deinen 4 Ohm Belastung.
Daraus errechnest Du jetzt die Spannung der idelaen Spannungsquelle.
Dann ersetzt Du die 4 Ohm belastung durch 8 Ohm, rechnest dir jetzt
Spannung und oder Strom an den 8 Ohm aus und dann die Leistung.
Du must erst mal die Quellenspannung ausrechnen ( Elektromotorische
Kraft ) also die Spannung vor dem Innenwiderstand.
20V an 4 Ohm entspricht Wurzel aus ( 20W * 4 Ohm ) = 8,994V
Die Quellenspannung ist ( da Leistungsanpassung vorliegt ) genau doppelt
so groß, also 8,994V *2= 17,988V, da dem 4 Ohm Last ja der
Innenwiderstand von 4 Ohm in Reihe liegt.
Ist die Last jetzt 8Ohm groß, dann fliest ein Strom von
17,988V/ ( 4 Ohm + 8 Ohm ) = 1,499Amp. ( Die 4 Ohm sind der
Innenwiderstand der Quelle ).
Jetzt kann man die Spannung an der 8 Ohm Last ausrechnen.
U= 1,499 Amp * 8 Ohm= 11,992V.
Die Leistung an der 8 Ohm Last beträgt 11,992V * 1,499Amp = 17,976 Watt.
So ich hoffe das sich jetzt bei mir kein Fehler eingeschlichen hat.
Ralph Berres
danke
jetzt hab ichs verstanden.
Zusatzaufgabe von Udo:
U innen = R * I
= 4 Ohm * 1,499 A
= 5,996 V
P innen = 5,996 V * 1,499 A
= 8,98 W
P ges. = 17,97 W + 8,98 W
= 26,96 W
hoffe das stimmt so :)
und hoffentlich verschwinden bald diese Aufgaben zu
Leistungsanpassungs-Berechnung anhand von Verstärkern und Lautsprechern,
da gibt es nämlich keine Leistungsanpassung. Aber das scheint in die
Holzköpfe der PAL-Prüfungserstellungsausschüsse nicht reinzugehen.
Anscheinend bestehen diese Ausschüsse nur aus Rentnern die noch im
Zeitalter der Röhren und 100V-ELA-Technik leben.
Das stand hier garnicht zur Diskusion. Mir ist auch klar das der moderne
NF Leistungsverstärker einen Innenwiderstand hat der im Miliohmbereich
liegt. Wobei es egal ist ob Röhren, oder Transistorverstärker. Der
niedrige Innenwiderstand erfolgt in erster Linie durch die starke
Gegenkopplung. Was die Stromergiebigkeit betrifft, ist es dann wieder
ein anderes Thema.
Ralph Berres
Ralph Berres schrieb:> Wobei es egal ist ob Röhren, oder Transistorverstärker
Sorry, aber bei Röhrenverstärkern hast du Leistungsanpassung. Der
Ausgangsübertrager transformiert die geringe Lautsprecher-Impedanz auf
die hohe Ausgangsimpedanz der Röhre (bei einer EL84 in Eintakt-A-Betrieb
sind das z.B. 5,2 kOhm).
Das stimmt nur bei einen nicht gegengekoppelten Röhrenverstärker. Sobald
du díe Ausgangsspannung auf der Sekundärseite des Ausgangstrafos als
Gegenkopplungsignal auf den Eingang zurückführst, sinkt die
Ausgangsimpedanz extrem ab. Das kannst du auch nachmessen. Die Grenze
ist gegeben , wenn der
Strom nicht mehr ausreicht. Das gilt übrigens genauso für den
Transistorverstärker, sofern er sinnvollerweise eine Strombegrenzung
hat.
Hat er die nicht, geht die Endstufe bei Kurzschluss augenblicklich
kaputt. Wegen des extrem geringen Innenwiderstand, liefert die
Transistorendstufe bei fehlender Strombegrenzung einen extrem hohen
Strom , die die Transistoren nicht mehr verkraften.
Bei gegengekoppelten Röhrenendstufen ist die Ausgangsspannung bei
niedriger Aussteuerung fast unabhängig von der Last. Messe die
Ausgangspannung bei gleicher Ansteuerung mit 4Ohm Last und ohne Last.
Bei Leistungsanpassung ,müsste sich die Ausgangsspannung ohne Last
verdoppeln, was sie bei einen gegengekoppelten Röhrenverstärker
definitiv nicht tut.
Ralph Berres
Ralph Berres schrieb:> Messe die>> Ausgangspannung bei gleicher Ansteuerung mit 4Ohm Last und ohne Last.
Ja ne, ist klar..ohne Last..bei Röhrenverstärkern?!
Wenn du da keine besondere Schutzschaltung für die Endstufenröhren und
Ausgangsübertrager hast kommt das gut ;)
Ralph Berres schrieb:> Bei Leistungsanpassung ,müsste sich die Ausgangsspannung ohne Last>> verdoppeln, was sie bei einen gegengekoppelten Röhrenverstärker>> definitiv nicht tut.
Ja, weil er dann kaputt ist.
... schrieb:> Ja, weil er dann kaputt ist.
Was nur dann stimmt, wenn die Röhrenendstufe nicht gegengekoppelt ist
was bei deiner Endstufe offensichtlich der Fall ist, sonst würdest du
nicht so argumentieren.
Ralph Berres
Ralph Berres schrieb:> Was nur dann stimmt, wenn die Röhrenendstufe nicht gegengekoppelt ist
Ob die gegengekoppelt ist oder nicht. Auf jeden Fall wird die durch den
Leerlauf entstehende hohe Lastimpedanz zur Primärseite übertragen und
führt dort zu sehr hohen Spannungsspitzen die sich sowohl in den
Endstufenröhren, als auch im Übertrager entladen werden.
Es wird aber augenblicklich durch die Gegenkopplung die Ansteuerung
soweit reduziert, bis die Ausgangsspannung wieder die gleiche ist wie
mit Last.
Insofern entsteht auf der Primärseite auch keine höhere Spannung als mit
Last. Das ist durch das feste Übersetzungsverhältnis nun mal vorgegeben.
Gefährlich wird es erst, wenn die Endstufe übersteuert wird. ( Aber das
setzen wir mal Gitarristen einfach mal vorraus -:) ).
Ich habe auch schon einige Gegentakt Röhrenendstufen gebaut, allerdings
immer mit einer relativ kräftigen Gegenkopplung und mit
Schirmgitteranzapfungen an dem Ausgangstrafo. Mir ist noch nie eine
Endstufe im Leerlauf abgeraucht. Nicht gegengekoppelte Gitarrenendstufen
dagegen schon.
Ralph Berres
Ralph Berres schrieb:> und mit> Schirmgitteranzapfungen an dem Ausgangstrafo.
Aha, so langsam rückst du mit deinen Tricks raus um eine
Spannungsüberhöhung zu vermeiden. :)
... schrieb:> Aha, so langsam rückst du mit deinen Tricks raus um eine>> Spannungsüberhöhung zu vermeiden. :)
Der einzige Trick ist die Gegenkopplung, welche den Innenwiderstand der
Endstufe stark vermindert.
Die Schirmgittergegenkopplung trägt allerdings auch einen Teil dazu bei.
Der größte Teil ist aber die Gegenkopplung von der Sekundärseite des
Ausgangstrafos auf die Kathode der Eingangsröhre.
Ralph Berres
PAL Aufgabe:
Ein Verstärker würde bei Leistungsanpassung 20W an einen 4 Ohm
Lautsprecher abgeben.
Welche Leistung würde an einem 8 Ohm Lastwiderstand abgegeben?
Im Tabellenbuch unter Leistungsanpassung:
In dem Fall: Ri=RL
Tip: Wenn ihr die Zwischenergebnisse im Taschenrechner stehen läst,
kommt ihr auf den Wert!
Macht euch nicht von den ganzen Formeln verrückt.
Ohmsches Gesetz Reihenschachaltung!!!
Bei 4 Ohm:
I = √ aus P/R
= √ aus 20/4
= √5
= 2.236067977A
Ug = I*Rg(Ri+Rl) = 2,236A*8 Ohm (4+4) = 17,88854382 V
Jetzt wird der 4 Ohm (Lautsprecher) gegen 8 Ohm getauscht,
dh. Ri bleibt 4 Ohm beim selben Versterker.
In der Aufgabe steht nicht das er automatisch angepasst wird oder es ein
anderer Verstärker ist.
Also RL = 8 Ohm:
I = Ug / Rg(Ri+RL) = 17,88854382 V / 12 Ohm = 1,490711985 A
P = I² * R
= 1,490711985 A² * 8 Ohm
= 17,77777778 W
= 17.78 W
An der Stelle muss man sagen; das es in der PAl Aufgabe ein
Rundungsfehler ist.
Armin schrieb:> Wenn man das rechnet, kommt man darauf, dass der Innenwiderstand auch 4> Ohm sein muss (Bedingung für Leistungsanpassung).
altbekannt
URIPUI schrieb:> In dem Fall: Ri=RL
falsch wenn schon denn
Ri=Ra wenn Ri der Innenwiderstand ist dann ist Ra der Aussenwiderstand,
ausserdem ist das Leichenschändung, der Thread ist von 2010 und wenn er
bis heute nicht die Lösung gefunden hat ist es eh egal!