Komplexe Wechselstromrechnung mit Maschenstromverfahren.

Gast #3275573
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Hallo,


habe folgende 3 Gleichungen.

oberes Dreieck.

230V+(1/jwc)*(I1-I2)-500Ohm*I1-1000Ohm*I1=0

Unters Dreieck.

1000Ohm*I2+250Ohm*I2+j314Ohm+(I2-I1)*(1/jwc)


3. Gleichung.


1/jwc*(I1-I2)=5V*e^j???



so und genau bei gleichung drei habe ich ein problem der Phasenwinkel. 
Ich weiss nur den Betrag der Spannung.

Die Anderen gleichungen kann ich den Betrag ja nicht rechnen, da ja auch 
die I1 I2 jeweils Komplexe größen sind.

Wie gehe ich da am besten vor.
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Gast #3275589
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Das ist nicht für die Uni oder von der Uni, dass

habe ich mir selbst überlegt, da ich wissen möchte, wie man schaltungen 
die weder parallel noch seriell sind in der wechselstromtechnik rechnet. 
Diese schaltung sollte ein Beispiel sein, anhand dessen ich das 
verstehen möchte.

Mein Aufgabentext (ja ich gebe zu habe ihn vergessen)


Am Kondensator sollen 100V abfallen wie groß muss er sein

bei der dritten gleichung natürlich 100V statt 5V hab ich vertauscht.
#3275786
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Jan R. schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>> Schreib mal im Originaltext die Aufgabe hin. Das bringt mehr als drei
>> für die Lösung vielleicht unnötige Gleichungen zu zeigen.
>
> weißt du jetzt vielleicht die Lösung?

OK, es war schwieriger als ich dachte. Habe mindestens 3 Anläufe 
gebraucht. Der Trick war die Serienschaltung von L und R in eine 
Parallelschaltung umzurechnen. Das hat die Gleichung für C so 
vereinfacht, dass man sie einfach berechnen konnte.


U=230V
R1=1500Ohm
R2=1250Ohm
L=1H
w=2*pi*50/s

Y1_ = 1/(R+jwL)
Y1_ = (R-jwL)/(R^2+(wL)^2)
Y1_ = R/(R^2+(wL)^2) - jwL/(R^2+(wL)^2)
Y1_ = G + jBl
G = R/(R^2+(wL)^2)
Bl = -wL/(R^2+(wL)^2)

C parallel
jB = jwC -jwL/(R^2+(wL)^2)

Y_ = G + jB

Z_ = 1/Y_

Z_ = 1/(G+jB)

Uc ist Spannung an C

(Uc/U)_ = Z_/(R1+Z_)

(Uc/U)_ =   1/(R1*(G+jB)+1)

Uc/U = 1/sqrt((1+R1*G)^2+(B*R1)^2)

Quadrieren und umstellen
(Uc/U)^2*((1+R1*G)^2+(B*R1)^2) = 1

B^2 = ((U/Uc)^2-(1+R1*G)^2)/R1^2

B = sqrt((U/Uc)^2-(1+R1*G)^2)/R1
================================

B = wC - wL/(R^2+(wL)^2)

C = (B + wL/(R^2+(wL)^2))/w
===========================

C = 2,4502645µF
===============
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#3276670
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Man kann jedes beliebige Verfahren anwenden. Man muss halt am Ende die 
Gleichung nach der Kapazität C lösen können. Je nach Verfahren kommt da 
eine mehr oder weniger komplizierte Gleichung heraus die man eventuell 
nur noch numerisch lösen kann. Bei meinen anderen Ansätzen war genau das 
der Fall. Die Gleichungen wurden so kompliziert, dass ich da keine 
Chance mehr sah das je nach C aufzulösen. In einer Prüfung hätte ich das 
nicht geschafft da man da keine Zeit hat 3 Ansätze zu rechnen und dann 
noch eine Kontrollrechnung mit dem Ergebnis zu machen.
#3276691
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Y1_ komplexer Leitwert der Reihenschaltung aus R(1250Ohm) und L
Diese Reihenschaltung R und wL wird in eine äquivalente 
Parallelschaltung aus G und jBl umgerechnet. (Das ist ein neuer 
Widerstand und parallel dazu eine neue Induktivität.) Die ganze Übung 
dient dazu, dass man einfach den Leitwert von C addieren kann um den 
Gesamtleitwert Y_ zu bekommen.
Y1_ = 1/(R+jwL)
Y1_ = (R-jwL)/(R^2+(wL)^2)
Y1_ = R/(R^2+(wL)^2) - jwL/(R^2+(wL)^2)
Y1_ = G + jBl
G = R/(R^2+(wL)^2)
Bl = -wL/(R^2+(wL)^2)

Dazu parallel kommt jetzt der Leitwert des gesuchten C
C parallel
jB = jwC -jwL/(R^2+(wL)^2)

Y_ = G + jB

Z_ = 1/Y_

Z_ = 1/(G+jB)
Gast #3276700
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Helmut S. schrieb:
> Je nach Verfahren kommt da
> eine mehr oder weniger komplizierte Gleichung heraus die man eventuell
> nur noch numerisch lösen kann.

Solange du im Bildbereich bei Sinusförmigen Strömen/Spannungen gleicher 
Phase bleibst kann man das alles lösen. Mathematik: eine Gleichung mit 
blah Unbekannten kann man mit bläh Bekannten immer lösen.
Gast #3277342
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Peter schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>> Je nach Verfahren kommt da
>> eine mehr oder weniger komplizierte Gleichung heraus die man eventuell
>> nur noch numerisch lösen kann.
>
> Solange du im Bildbereich bei Sinusförmigen Strömen/Spannungen gleicher
> Phase bleibst kann man das alles lösen. Mathematik: eine Gleichung mit
> blah Unbekannten kann man mit bläh Bekannten immer lösen.

Ja aber wie Helmut sagt dann nurnoch mit PC/Mac und numerik..

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