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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Höchstzulässige Spannung


Autor: Marco (Gast)
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Hallo,

Ich habe ein Problem und zwar ich habe eine Aufgabe bekommen und bin 
jetzt noch kein stück schlauer vllt kann einer von euch mir helfen.

Frage:
Berechnen Sie die höchstzulässige Spannung, die an die Schaltung 
angeschlossen werden darf.

1. Widerstand 100 Ohm
2. Widerstand 220 Ohm
3. Widerstand 330 Ohm
Maximale Leistung 2 Watt

Alles in Reihe

Autor: Helmut -dc3yc (dc3yc)
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Da helfen die beiden Formeln:

U = R * I

und

P = U * I

Autor: sunxp (Gast)
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du hast P = die Leistung und R = Widerstand.
Damit willst du U = Spannung berechnen.
Alles weitere sagt dir dein Formelbuch aus der Schule.

Autor: Michael (Gast)
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Hallo,

P = U * I

I = U/R

P = U^2/R

Autor: Marco (Gast)
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Danke soweit bin ich auch aber was mir gerade nicht einfällt ist
Wenn

P  = U * I
P  = 20V * 31mA ( 0.031 )
Dann ist P = 0.62 W

Aber wie ist das wenn ich die Spannung erhöhe eröht sich doch auch die 
mA zahl aber um wieviel

Autor: Uwe ... (uwegw)
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Erst mal solltest du spezifizieren, wie die Widerstände verschaltet 
sind, und ob die 2W pro Widerstand oder für die gesamte Schaltung gelten 
sollen... in der jetzigen Form ist die Aufgabe nicht eindeutig gestellt.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Marco schrieb:
> Aber wie ist das wenn ich die Spannung erhöhe eröht sich doch auch die
> mA zahl aber um wieviel
ganz genau um U/R. Beide Größen kennst du.

Autor: Marco (Gast)
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Also


Bild : http://s10.directupload.net/images/101011/dk7svbua.jpg ( Auch im 
Anhang )

Jeder einzele Widerstand hat eine Maximale Leistung von 2 Watt dann 
kaputt.

Autor: Uwe ... (uwegw)
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Sorry, habe die Angabe zur Reihenschaltung übersehen...
Mein Ansatz wäre:
* Die größte Leistung wird am 330 Ohm-Widerstand umgesetzt, weil dort 
die größte Spannung abfällt.
* Man berechnet den Strom, der durch die 330 Ohm fließen muss, um dort 
2W umzusetzen.
* Nun kann man ausrechnen, wie groß die Spannung sein muss, um diesen 
Strom durch die Reihenschaltung fließen zu lassen...

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Weil bei einer Reihenschaltung der höchste Widerstand am meisten 
Spannung und damit am meisten Leistung abbekommt, mußt du nur mal den 
maximalen Strom für den 330 Ohm Widerstand ausrechnen (lass dir diese 
Erkenntnis auf der Zunge zergehen, denn das ist der Knackpunkt an dieser 
Schaltung).
Nimm dann die Formel  Pmax = (Imax^2)*R
Das gibt dann  Imax = sqrt(Pmax/R) = sqrt(2W/330Ohm) = 77,8mA.
Daraus ergibt sich Umax = Imax*Rges = 77,8mA*(100+220+330)Ohm = 50,6V.

Autor: Marco (Gast)
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Super hilfe hier:D Das heißt wenn ich 50,6V einstelle gehen die 
Widerstände sozusagen kaputt. Ist das eigentlich egal wo der 330 Ohm 
WIderstand ist ? weil der bei mir zum schluss kommt wie auf der 
zeichnung

Autor: Marco (Gast)
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Es kommt ja zuerst die 100 Ohm wenn dieser kaputt geht läuft doch auch 
die schaltung nichtmehr oder ?

Mit der Formel komme ich net klar und zwar wenn ich 2 W / 330 Ohm mache 
bekomme ich keine 77.8 mA raus.

Autor: Justus Skorps (jussa)
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Marco schrieb:
> Es kommt ja zuerst die 100 Ohm wenn dieser kaputt geht läuft doch auch
> die schaltung nichtmehr oder ?

ein "zuerst" gibt es dabei nicht, und warum sollte der Widerstand, an 
dem am wenigsten Leistung abfällt, zuerst den Geist aufgeben?

> Mit der Formel komme ich net klar und zwar wenn ich 2 W / 330 Ohm mache
> bekomme ich keine 77.8 mA raus.

da ist noch eine Wurzel...

Autor: Marco (Gast)
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Justus Skorps schrieb:
> Marco schrieb:
>> Es kommt ja zuerst die 100 Ohm wenn dieser kaputt geht läuft doch auch
>> die schaltung nichtmehr oder ?
>
> ein "zuerst" gibt es dabei nicht, und warum sollte der Widerstand, an
> dem am wenigsten Leistung abfällt, zuerst den Geist aufgeben?
>
>> Mit der Formel komme ich net klar und zwar wenn ich 2 W / 330 Ohm mache
>> bekomme ich keine 77.8 mA raus.
>
> da ist noch eine Wurzel...

Ups die Wurzel habe ich voll überlesen :P

Die 100 Ohm haben doch auch nur 2 Watt. Dann geht doch zuerst der 100 
Ohm wiederstand kaputt da er ja zuerst kommt oder ?

Autor: U.R. Schmitt (Gast)
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Junge Junge, vom Verstehen bist Du aber noch etwas entfernt.

Der Strom fliesst sofort und identisch durch alle 3 Widerstände, da 
gibts kein zuerst.

Autor: gerd (Gast)
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Lesen! Justus hat es doch schon geschrieben:

Justus Skorps schrieb:
> ein "zuerst" gibt es dabei nicht, und warum sollte der Widerstand, an
> dem am wenigsten Leistung abfällt, zuerst den Geist aufgeben?

Der Strom der in der Schaltung fliesst, geht durch alle Widerstände 
quasi zeitgleich. Aber an dem größten Widerstand erzeugt er den größten 
Spannungsabfall und gleichzeitig wird so auch dort die größte Leistung 
umgesetzt. D.h. der größte Widerstand erwärmt sich am stärksten und wird 
als erstes das zeitliche segnen. Aus-die-Maus.

- gerd

Autor: Marco (Gast)
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U.R. Schmitt schrieb:
> Junge Junge, vom Verstehen bist Du aber noch etwas entfernt.
>
> Der Strom fliesst sofort und identisch durch alle 3 Widerstände, da
> gibts kein zuerst.
>

Das weiß ich auch. Ich befasse mich mit der Elektrotechnik erst seit ein 
paar Tagen.

Die Spannung verringert sich ja wenn er durch den 100 Ohm wiederstand 
durchgeht. Dann verringert sich die Spannung ja wieder wenn er durch 220 
Ohm geht. Bei 330 Ohm verringert er sich ja nochmal. Also muss ich 
2Watt/650 Ohm ( Da ja 650 Ohm der gesammt Widerstand ist ) und nun die 
sqrt taste drücken.
So komme ich auf 0.0554 mV = 0.0554 * 10³ = 55.4 V. Habe ich das richtig 
verstanden ?

Autor: Justus Skorps (jussa)
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bin ich der einzige, der hier einen Trollverdacht bekommt?

Autor: gerd (Gast)
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Justus Skorps schrieb:
> bin ich der einzige, der hier einen Trollverdacht bekommt?

Ne, bist du nicht.

- gerd

Autor: Marco (Gast)
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Moment wenn der höchste Widerstand zuerst den kaputt geht da er viel 
mehr Spannung abnimmt dann...

2W / 330 Ohm = 0.006060606 Quadratwurzel = 0.077849894 = 0.077849894 * 
10³ = 77,85 mA

77.85 mA * 650 Ohm  ( 100 + 220 + 330 ) = 50.6 Volt ( Wie Lothar Miller 
schrieb )

Also ist die Lösung 50.6 V oder ?

Sry bin im moment schwer von begriff

Autor: gerd (Gast)
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Marco schrieb:
> Also ist die Lösung 50.6 V oder ?

Wie Lothar schon vor einer Stunde schrieb...

- gerd

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Marco schrieb:
> Sry bin im moment schwer von begriff
Du hast mehrfach alles, was du zum Lösen brauchst, vorgekaut bekommen.

Jetzt setz dich hin und verdau das.
Fenster zu, Fernseher/Radio/PC aus und denk 15min konzentriert nach.

Autor: Marco (Gast)
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gerd schrieb:
> Marco schrieb:
>> Also ist die Lösung 50.6 V oder ?
>
> Wie Lothar schon vor einer Stunde schrieb...
>
> - gerd

Okay :D Vielen Dank

Aber wenn kann mir jemand sagen warum ich Quadratwurzel benutzen muss ?
In meinem Buch finde ich nichts davon.

Autor: Peter (Gast)
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> Aber wenn kann mir jemand sagen warum ich Quadratwurzel benutzen muss ?

stellt doch mal bitte diese beiden Formel nach U um:

P = U * I
I = U/R

(erst die 2.Formel in die 1. einsetzen damit I verschwindet dann nach U 
umstellen)

Autor: Marco (Gast)
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P = U * I    |  U = P / I
I = U/R      |  U = R * I

Das was darunter steht verstehe ich nicht was das mit der Wurzel zutun 
hat.

Autor: Jens G. (jensig)
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les doch mal den letzten Satz (in Klammern) von Peter, dann sollte Dir 
ein Licht aufgehen, wie es zur Wurzel (bzw. Quadrat - je nach 
Umstellung) kommt.

Autor: Sascha (Gast)
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mann mann mann...

Peter meinte:

P = U * U /R
...

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Michael H. schrieb:
> Fenster zu, Fernseher/Radio/PC aus und denk 15min konzentriert nach.

Autor: Marco (Gast)
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Vielen Dank euch allen.
Ich habe das Ergebnis von euch mit meinen ersten rechnungen und die von 
meinen freunden verglichen.

Meine Freunde rechnen das so

Maximale Leistung 2 W
I = 31 mA
U = 20 V

P = U * I umgestellen
U = 2W durch 0.031

=

64.5 V

Autor: Mine Fields (Gast)
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Klingt nach Physik 9. Klasse oder so? Dazu würden dann auch die (nicht 
vorhandenen) mathematischen Kenntnisse passen.

Ein Widerstand geht übrigens nicht bei Punkt 2W kaputt, wenn er dafür 
spezifiziert ist. Bei Raumtemperatur hält er eine Weile auch ein Stück 
mehr aus.

Autor: Marco (Gast)
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Jupp richtig :P
deswegen frage ich hier.
was is nun richtig ?
weil meine freunde verstehen nicht warum "sqrt"

Autor: Mine Fields (Gast)
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Der Ansatz von Lothar müsste richtig sein (ohne ihn genau gerechnet zu 
haben).

Woher sollen denn die 31mA und die 20V kommen? Das ergibt keinen Sinn.

Autor: Marco (Gast)
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Wir hatten in der Schule ne art Traffo wo man das einstellen kann 20 V 
mussten wir einstellen und 31mA haben wir gemessen

Nur das Problem ist das ich die rechnung vom Lothar nicht wirklich 
verstehe .


Nimm dann die Formel  Pmax = (Imax^2)*R

Hier ist doch Pmax = U + I wo kommt das R her ?


Das gibt dann  Imax = sqrt(Pmax/R) = sqrt(2W/330Ohm) = 77,8mA.

Verstehe immernoch nicht wie ich auf sqrt komme

Daraus ergibt sich Umax = Imax*Rges = 77,8mA*(100+220+330)Ohm = 50,6V.

Autor: Mine Fields (Gast)
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Alles was man braucht sind diese zwei Formeln.

P = U * I
R = U / I

Mit den entsprechenden mathematischen Kenntnissen kann man die so 
umformen, dass eben die Formeln von Lothar herauskommt. Das sollte 
eigentlich Stoff der 8. Klasse gewesen sein.

Wenn du die Spannung über einen Widerstand wissen willst, musst du eben 
die zweite Formel nach U auflösen, da kommt dann raus U = I * R.

Das kann man in die erste einsetzen und dda steht dann eben P = I  R  
I und das ist P = I^2 * R

das umgeformt bedeutet I^2 = P / R

Und daher kommt deine Wurzel... um aus I^2 ein I zu machen musst du über 
beide Seiten die Wurzel ziehen.

Deshalb steht da I = sqrt(P/R)

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