Kurzschlussstrom/Leerlaufspannung

Andreas N. schrieb:

Habt ihr für mich Denkanstöße, wie ich die Aufgaben mithilfe von LTspice lösen kann?

Jeweils eine Verbindung abtrennen/Bauteil überbrücken.

Und bei 1 und 4 muss man ja nicht rechnen, sondern kann gnadenlos probieren.

Wobei rechnen leichter geht..

Andreas N. schrieb:

ich habe Schwierigkeiten mit der folgenden Aufgabe (siehe Anhang). Habt ihr für mich Denkanstöße?

Ich würde sagen, da gilt dies: Beitrag "Einheitlicher Umgang mit faulen Schülern etc.?"

DEnkanstösse solltest Du liefern und wir könnten Dir sagen, ob diese richtig oder falsch sind. M.E. ist LTspice hier eher nicht geeignet, sondern eher die Anwendung der Kirchhoffschen Gesetze. Welche Ausbildung machst Du denn gerade?

Ich studiere, wobei Elektrotechnik nur ein Nebenfach ist. Bei der ersten Aufgabe muss die Spannung der Solarzelle der Leerlaufspannung des Akkus entsprechen. Daher muss man die Gleichung für die Spannung Ucd aufstellen und nach Rlast umstellen. Bei der zweiten Aufgabe würde ich die Klemmen A und B kurzschließen, indem ich RLast entferne (A und B direkt verbinde) und den Kurzschlussstrom messe. Für die dritte Aufgabe würde ich alle Lasten von den Klemmen C und D entfernen und die Spannung zwischen C und D messen.

In der vierten Aufgabe muss ich den Innenwiderstand der Quelle berechnen, der dann dem gesuchten Wert für RLast entspricht

zu 1. Bestimmung Rlast

1

Ua0/Is0 = Rsi || Rp || (Rr+Rlast)

2

... etwas umformen - machst du selber

3

4

Rlast = Rr - 1/(Is0/Ua0 - 1/Rsi - 1/Rp)

zu 2. Kurzschluss

1

Ik = Ua0/Ra0

zu 3. Leerlauf

1

U0 = Is0 * Rsi

zu 4. max Leistung nicht ganz klar. ?? Max Leistung an Rlast?? aber ohne Batterie??

• Bitte um Rückmeldung. Ich würde die Prüfung gerne mit Auszeichnung bestehen.

• legal disclaimer: Ich hafte für nichts.

Vielen Dank schon mal für die Antworten! Bei den Aufgaben 2 und 3 bin ich mit LTspice auf die gleichen Ergebnisse gekommen. Bei Aufgabe 1 habe ich jedoch ein anderes Ergebnis erhalten; hier könnten aber mehrere Widerstandswerte korrekt sein.

Zu Aufgabe 4: Sowohl der Akku als auch die Solarzelle liefern Energie. In der Vorlesung haben wir besprochen, dass die maximale Leistung, die in einem Widerstand umgesetzt werden kann, dem Innenwiderstand entspricht. Das bedeutet in diesem Fall: Rin= ((Rr+Rai)*(Rp+Rsi))/((Rr+Rai)+(Rp+Rsi))

Falls ich da falsch liege, könnt ihr mich gerne korrigieren. Schönen Sonntag noch :)

R. L. schrieb:

zum überprüfen kannst du in LTspice Rlast einmal 0 und einmal unendlich setzen. Dann hast du die Leerlaufspannung und den Kurzschlussstrom. Damit kannst du den Innenwiderstand berechnen.

Ok, danke. Wo genau muss ich dann die Werte ablesen? Wenn ich Rlast=unendlich setze kann ich die Leerlaufspannung ja z.B einfach zwischen Klemme G/H ablesen. Aber wo kann ich den Kurzschlusstrom ablesen? Die Spannung die durch Rlast geht ist dann ja 0, wenn ich Rlast=0 setze. Bei Is0?

Aber du willst ja nicht die Kurzschlussspannung messen.

Die Spannung die durch Rlast geht ist dann ja 0, wenn ich

Rlast=0 setze. Bei Is0? Ich wollte sagen, dass durch RLast kein Strom mehr fließt, wenn Rlast=0. Daher müsste der Kurzschlussstrom dem Strom entsprechen, der durch Is0 fließt, richtig?

R. L. schrieb:

In Giovannis Lösung scheint ein Fehler zu sein. Ich hab's nicht ausgerechnet, aber Rr müsste mit negativem Vorzeichen im Ergebnis stehen.

Sorry - Ein Vorzeichenfehler. Korrektur beiliegend. Ich habe zur Kontrolle Zahlenwerte angenommen.

Punkt 4 ist mir noch immer nicht klar. Laut Vorlesung reden wir über Leistungsanpassung. Das Optimum wäre dann

• Bei Spannungsquelle: Rlast = Ri
• Bei Stromquelle: Glast = Gi
• in diesem Fall haben wir Beides?? Was tun?

Funktion für Kurve P(Rlast)

1

function Power(Rx)

2

    Glast=1/(Rr+Rx)

3

    k = Glast/(Gsi+Gp+Glast)

4

    Ilast = Is0*k

5

    p = Ilast^2*Rx  # NUR Rx !!

6

end

Kann den code auch in Python verfassen (wenn gewünscht).

Frage an den Studenten: Was ist die Aufgabe? eine analytische Lösung abzuliefern oder ein Lösung mit LTspice?

Danke.

sehr peinlich. Hätte ich eigentlich wissen müssen.

Habe es für mich nochmals überprüft. Das Maximum ist unabhängig von Strom- & Spannungsquelle. Was zu beweisen war.