Kurze Frage zur komplexen wechselstromrechnung.

Gast #3215106
Lesenswert?

Hallo, brauche hilfe bei folgender von mir selbst ausgedachter 
Problemstellung. (Verständnis)

f=100hz
L=1H
C=X
U=10V
R=100Ohm
I=0,05A

am widerstand sollen 5v abfallen. wie mache ich dass jetzt??
Da fängt das Problem ja jetzt auch schon an mir fehlt der phasenwinkel 
des stroms.

deshalb weis ich nicht ob: das hier richtig ist.

Angehängte Dateien:
#3215490
Lesenswert?

Strippe schrieb:
> L und C müssen bei deiner frequenz den gleichen widerstand wie dein R
> haben. Phasenwinkel kann dir am R egal sein. Da ist alles in Phase.

Es gilt lediglich die Forderung, das XL = XC ist. Dann ist nämlich 
Resonanz
und die Blindwiderstände heben sich auf. Es bleibt dann nur R übrig.

Ausrechnen kannst du das dann selber.

Tipp L und F sind bekannt, du kannst damit XL ausrechnen.

Da XL = XC ist, wegen Resonanz , kannst du aus XC und F dein C 
ausrechnen.

Z = SQR R² + ( XL-XC )²

Ralph Berres
Gast #3215506
Lesenswert?

Ralph Berres schrieb:
> Es gilt lediglich die Forderung, das XL = XC ist.

Aber nicht bei der Aufgabe von Jan. Wären L und C in Resonanz, dann 
würde von Z nur R übrig bleiben und die Aufgabe wäre nicht lösbar.

Tatsächlich gibt es aber Lösungen, und Helmut hat gezeigt, wie man sie 
berechnet...
#3215507
Lesenswert?

frank schrieb:
>>> L und C müssen bei deiner frequenz den gleichen widerstand wie dein R
>>> haben. Phasenwinkel kann dir am R egal sein. Da ist alles in Phase.
>
>>>??

Das stimmt so nicht.

Lediglich XL und XC müssen gleich groß sein wegen Resonanz.

Wie groß XC und XL letztendlich wirklich sind ist egal, da sie sich bei 
Resonanz zu 0 subtraieren.

Ralph Berres
#3215510
Lesenswert?

Achim S. schrieb:
> Aber nicht bei der Aufgabe von Jan. Wären L und C in Resonanz, dann
> würde von Z nur R übrig bleiben und die Aufgabe wäre nicht lösbar.

Stimmt habe ich übersehen, dann gilt aber die allgemeine Formel

Z = SQR R² + ( XL-XC )²

mit der man das berechnen kann. Man muss die Formel nur nach XC 
umstellen, und kann dann daraus C berechnen.

Ralph Berres
Gast #3223027
Lesenswert?

Ralph Berres schrieb:
> Jan R. schrieb:
>> Hallo,
>>
>> In Folgender schaltung komme ich irgendwie nicht weiter.
>>
>> An R sollen 10 Volt abfallen. Im gleichstromkreis das einfachste der
>> Welt. aber bei Wechselstrom.... Habe scon mit dem betrag rumprobiert,
>> komme einfach nicht dahinter....
>>
>>
>> Thanks schonmal..
>
> Ist das alles an Angaben was du hast?
>
> Ralph Berres

Sorry ja 50 Hz 100Volt der 1Widerstand ist 1K der andere 500 Ohm an dem 
die besagten 10V abfallen.

die anordnung sieht man im bild.
#3223064
Lesenswert?

Du must als aller erstes den Gesamtstrom berechnen.

Bei 100V Quellenspannung müssen demnach an dem 1K0hm 90V abfallen. also 
sind es 90mA Strom.

Jetzt kannst du das Z aus der Parallelschaltung von R und XC bestimmen.

Jetzt rechnest du am besten mit Leitwerte weiter.

Da gilt dann 1/Z = sqr aus ( 1/R²) + ( 1/CX²)

Nach umstellen der Formel hast du 1/XC und wieder umstellen CX. Daraus 
kannst du C ausrechnen.

Ralph Berres
Gast #3223078
Lesenswert?

Ralph Berres schrieb:
> Du must als aller erstes den Gesamtstrom berechnen.
>
> Bei 100V Quellenspannung müssen demnach an dem 1K0hm 90V abfallen. also
> sind es 90mA Strom.
>
> Jetzt kannst du das Z aus der Parallelschaltung von R und XC bestimmen.
>
> Jetzt rechnest du am besten mit Leitwerte weiter.
>
> Da gilt dann 1/Z = sqr aus ( 1/R²) + ( 1/CX²)
>
> Nach umstellen der Formel hast du 1/XC und wieder umstellen CX. Daraus
> kannst du C ausrechnen.
>
> Ralph Berres

he 90 Volt, dass kann doch nicht sein, man muss doch alles vektoriell 
adieren und subtrahiern
Gast #3223091
Lesenswert?

ok. aber wenn ich statt den 10V jetzt z.b. 50 Volt haben wollte, ginge 
es ja schon nichtmehr, da die phasenverschiebung zu groß wäre.


wie würde ich da jetzt den gesammtstrom rausfinden, wäre echt toll, wenn 
mir das jemand sagen würde.
#3223110
Lesenswert?

Du forderst doch die 10V an Z?, also muss man die 10V doch von den 100V 
abziehen, um den  Spannungsabfall an R zu bekommen. Oder etwa nicht?

Da es sich um eine Parallelschaltung von R unc C handelt, müssen die 
Ströme geometrisch addiert werden um den Gesamtstrom zu erhalten, und 
nicht die Spannungen.

Ralph Berres
Gast #3223115
Lesenswert?

@Ralph Berres
Die Spannungen an dem ohmschen Widerstand und der Parallelschaltung sind 
nicht phasengleich. Deshalb darf man die Spannungen nicht einfach 
addieren, um an die 100 V zu kommen.

Jan hat schon recht. Mnan muss gemoetrisch addiren (bzw. koplex)

Also den komplexen Spannungsteier aufstellen und dann die Gleichung nach 
Xc auflösen.
#3223128
Lesenswert?

R1=1kOhm, R2=500Ohm, U=100V, U2=10V
I2 = 10V/500Ohm = 0,02A

Hier einer der möglichen Lösungswege:


Stromteilerregel

I2_ = I*(1/(jw*C))/(R2+1/(jw*C))

I2_ = I/(1+jw*R2*C)
------------------

I_ = U/Zges_

I_ = U/(R1+R2*(1/(jw*C))/(R2+1/(jwC))

I_ = U/(R1 + R2/(1+jw*R2*C))
---------------------------

Dieses I_ setzen wir in obige Gleichung I2_ ein.

I2_ = ( U/(R1 + R2/(1+jw*R2*C)) )/(1+jw*R2*C)

I2_ = U/(R1*(1+jw*R2*C) + R2)

I2_ = U/(R1+R2+jw*R1*R2*C)

Betrag von I2 ist gegeben mit 0,02A

I2 = U/sqrt((R1+R2)^2+(w*R1*R2*C)^2)
--------------------------------------

Diese Gleichung nach C umstellen. Dazu muss man quadrieren um die Wurzel 
weg zu bekommen.

C = sqrt((U/I2)^2-(R1+R2)^2)/(w*R1*R2)

C = 30,364828uF
===============
Gast #3223339
Lesenswert?

Eine kleine frage noch, wenn ich eine led an eine kapazität anschließe 
und diese als vorwiderstand nutze gilt doch.


z.b. led 3,5 Volt 29mA

Zges=230/29ma


dann gilt ja 230V/29ma =sqrt(Xc^2+(3,5/29ma)^2)



daraus lässt sich jetzt Xc berechnen und dann C... Diese art von LED 
Vorwiderstand gibt es ja auch..

ist das richtig ich denke ja. denn im wechselstromdarf ich ja nicht 
einfach 230-3,5 rechnen und dann daraus den widerstand berechnen..
#3223350
Lesenswert?

So geht das nicht mit LEDs und Dioden, weil das nichtlineare Bauteile 
sind.

Außerdem brauchst du noch eine zweite Diode oder gleich einen 
Brückengleichrichter damit sich der C in der "negativen" Halbwelle 
umladen kann. Nur wenn der C immer umgeladen wird, fließt dauernd Strom.
Falls du 100Hz (weniger flackern) statt 50Hz willst, dann nimm den 
Brückengleichrichter.

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren