Maximale Impedanz RLC Schwingkreis

OP #2825331
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Hallo, in einer Aufgabe oben soll ich erst allgemein die Impedanz 
berechnen und dann die Frequenz finden, bei der die Impedanz maximal 
wird.. das erste habe ich mittlerweile geschafft, stimmt auch mit 
Ergebnis überein:

doch wie findet man die richtige Frequenz? in der Lösung kommt man auf
doch das ist wohl die Resonanzfrequenz.. ich dachte bei Resonanzfrequenz 
soll die Impedanz minimal sein.. so dass Ue=Ua.. oder irre ich mich? bin 
irgendwie ganz durcheinander..
bitte um Hilfe!
Gruß
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Moderator #2825803
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Alex S. schrieb:
> hmm hab irgendwie immer noch keine Lösung (((

Was ist noch unklar? Die Formel für die Resonanzfrequenz hast du doch
oben schon hingeschrieben. Dort werden die Werte für L und C eingesetzt,
und der Käse ist gegessen :)

Alex S. schrieb:
> verstehe ich nicht warum in der Aufgabe (das ist Klausuraufgabe) ist
> kein Wort davon ((

Bei der Aufgabe ist vor allem nicht ganz klar, ob sich das "allgemein"
in Teilaufgabe a) auch auf b) bezieht. Versucht der Prüfling, auch b)
allgemein auszurechnen, kommt er schnell in Teufels Küche. Ich habe das
spaßeshalber mal getan (aber die wesentlichen Schritte mit dem Computer,
nicht auf dem Papier :)). Hier ist das Ergebnis:

Für R=0 wird die große Wurzel 1, und übrig bleibt die klassische Formel
für die Resonanzfrequenz.

Es kann aber kaum erwartet werden, dass jemand diese Formel während
einer Prüfung nur mit Papier und Bleistift herleitet. Tatsächlich ist
der relative Fehler, den man mit der Näherungsformel macht, in diesem
Beispiel nur 2,56E-14, also praktisch 0.

Wenn hingegen klar ist, dass Teilaufgabe b) mit den Werten aus der
Abbildung zu rechnen ist, könnte man sehen, dass R mit seinen 8Ω im
Resonanzfall kaum zur Gesamtimpedanz beiträgt und man somit R vernach-
lässigen kann.
#2826141
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Beim realen Schwingkreis, so wie du den jetzt hast, darfst du XL und R 
auch in Parallelwiderstände umrechenen. Dann hast du C,L und R alle 
parallel zueinander. Die größte Impedanz hast du bei dieser Art des 
Schwingkreises, wenn ausschließlich R wirkt, d.h. C und L in Resonanz 
sind. Dein Rparallel ist also die maximale Impedanz, die 
Resonanzfrequenz ergibt sich aus C und Lparallel.
#2826671
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Servus,

nun was passiert denn, falls R = 0 ist? Der vordere Summand wird zu 0 
angenommen -> übrig bleibt der hintere Teil!
Was passiert wenn bei einem Bruch, dessen Nenner gegen 0 geht? -> 
Ergebnis -> Unendlich!
Bzw. hier wird sich eben auf die maximale Impedanz bezogen!

Nun falls R != 0 dann kannst die Aufgabe ja auch mit R = 8Ohm 
durchrechnen.
Bei einer Resonanzfrequenz von 100kHz wird jwL zu 13,8k Ohm und 1/jwC zu 
14,5k Ohm, bei diesen Werten (Reso-Frequenz) fallen die 8 Ohm wie 0 ins 
Gewicht!

Mathias

Edit: Was für ne schöne Aufgabe!! ;-)
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#2826710
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http://picload.org/image/dacgaop/vorlesung.jpg
Hier wird eine Näherung gemacht die wegen R<<ZL(w0) sehr gut ist.

Wenn man f0 mit der klassischen Formel ausrechnet bekommt man

f0 = 1/(2*pi*sqrt(L*C) = 102308.67kHz.

ZL = w0*L = 14142.136Ohm

Das ergibt übrigens eine Güte von

Q = 14142.136Ohm/8Ohm = 1767.767

In der Simulation zeigt sich, dass selbst bei Q=10 (R=1.41kOhm) das 
Maximum nur im Bereich weniger Hertz falsch liegt.
#2826722
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Alex S. schrieb:
> hallo Christian, dann verstehe ich nicht ganz, wieso unser Lehrer die R
> als minimal (also ungf. gleich 0) betrachtete?

Rechne mal durch, wie sehr sich R und XL verändern, wenn du sie als 
Parallelwiderstände darstellst. Die Veränderung ist so gering, dass die 
Resonanzfrequenz, die du mit deiner Lösungsformel berechnest, nur 
minimal anders ist als die richtige Resonanzfrequenz.

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