Guten morgen zusammen, ich bin neu hier und habe direkt eine Frage bezüglich der Strom-Spannungs-Verschiebung beim Wechselstrom mit Blindwiderständen. Eigentlich ist es mehr ein Verständnisproblem ;) Ein Stromkreis soll aus einer Wechselspannungsquelle, einem Widerstand und einem Kondensator bestehen. Nun weiß ich schon, dass beim Kondensator der Strom voreilt und die Spannung nachkommt, beim Widerstsand ist beides gleichphasig. Jetzt zur Frage: Wenn aus der Spannungsquelle ein schöner Sinus rauskommt, dann müsste im Spannungsmaximum ja der Widerstand auch sein Spannungsmaximum erreichen, denn dort passiert noch keine Verschiebung (oder wird die Spannung auch durch die verspätete Spannung am Kondensator verspätet?) Ich tu mich gerade schwer die Frage richtig zu formulieren, aber vielleicht weiß jemand was ich meine: Wie ist die Strom-Spannungs-Verschiebung an welchen Bauteilen im Bezug auf die Quelle / anderes Bauteil ?? Wär super, wenn mich da wer aufklären könnte. LG, soderdaen
Der Strom durch den Widerstand erreicht das Maximum, wenn die Spannung darueber das Maximum erreicht. Und das ist nicht dann, wenn die angelegte Spannung das Maximum erreicht.
Der Strom durch den Widerstand (somit die anliegende Spannung U=I*R) ist doch der gleiche Strom wie durch den Kondensator (=erste Formel). Die Summe der Spannungen über C und R ergeben die Spannung der Quelle (=zweite Formel). Somit hast du alles was du brauchst.
soderdaen schrieb: > Ein Stromkreis soll aus einer Wechselspannungsquelle, einem Widerstand > und einem Kondensator bestehen. Hier kommt es darauf an, ob der Widerstand und Kondensator parallel oder in Reihe an der Wechselspannungsquelle angeschlossen sind. soderdaen schrieb: > Wenn aus der Spannungsquelle ein schöner Sinus > rauskommt, dann müsste im Spannungsmaximum ja der Widerstand auch sein > Spannungsmaximum erreichen, denn dort passiert noch keine Verschiebung Ich vermute mal, das es sich um eine Reihenschaltung handeln soll. Dabei ist der Stromfluss die entscheidente Größe. Am Widerstand sind Strom und Spannung Phasengleich und somit entspricht der Spannungsverlauf am Widerstand dem Stromverlauf am Kondensator (bei der Reihenschaltung). Zum veranschaulichen von Strom uns Spannungsverläufen ist das Zeigerdiagramm sehr gut. Gruß Kai
Kai S. schrieb: > Ich vermute mal, das es sich um eine Reihenschaltung handeln soll. Stimmt, das habe ich vergessen zu erwähnen, ist wie du bereits gedacht hast eine Reihenschaltung. Kai S. schrieb: > Dabei ist der Stromfluss die entscheidente Größe. Am Widerstand sind Strom und > Spannung Phasengleich und somit entspricht der Spannungsverlauf am Widerstand > dem Stromverlauf am Kondensator (bei der Reihenschaltung). Im Widerstand ist es klar, Strom und Spannung Phasengleich, doch warum ist der Spannungsverlauf am Widerstand der Stromverlauf am Kondensator?
Soder D. schrieb: > doch warum > ist der Spannungsverlauf am Widerstand der Stromverlauf am Kondensator? weil Strom in der Reihenschaltung überall gleich ist, und am Widerstand die Spannung direkt vom Strom abhängt.
M.N. schrieb:
>Die geometrische Summe
Bei der Reihenschaltung ist die Summerder Spannungen immer gleich der
Eingangsspannung, unabhängig von der Zeit.
Peter II schrieb: > Soder D. schrieb: >> doch warum >> ist der Spannungsverlauf am Widerstand der Stromverlauf am Kondensator? > > weil Strom in der Reihenschaltung überall gleich ist, und am Widerstand > die Spannung direkt vom Strom abhängt. und am Kondensator ist die Spannung dem Strom hinterher. Und wie siehts nach dem Kondensator aus? Wieder gleichphasig? Hängt die Spannung wieder hinterher?
Was kommt nach dem Kondensator? Jetzt wär mal langsam ein Schaltbild hilfreich.
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ac schrieb: > Was kommt nach dem Kondensator? > > Jetzt wär mal langsam ein Schaltbild hilfreich. Hier ein Schaltbild, kannst dir auch gern nach dem Kondensator einen Widerstand gedanklich dranhängen, damit du verstehst was ich mit "nach dem Kondensator" mein. Die Frage gerade ist wie das Strom-Spannungs-Verhältnis nach dem Kondensator ist...
Nach dem Kondenser ? Ist ein Kurzschluss.. also irgend ein Strom bei null Spannung
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An jedem Widerstand (ohmischer Wid. natürlich) ist Strom und Spannung in Phase, das ist ja seine Definition. Egal, ob der hinter, vor oder parallel zum Kondensator liegt. Obwohl ja hinter und vor das gleiche ist.
Soder D. schrieb: > Hier ein Schaltbild, kannst dir auch gern nach dem Kondensator einen > Widerstand gedanklich dranhängen, damit du verstehst was ich mit "nach > dem Kondensator" mein. Wenn du nach dem Kondensator einen Widerstand dranhängst, dann werden der Strom durch den Widerstand und der Spannungsabfall am Widerstand keine Phasenverschiebung zueinander haben. Wenn du nach dem Kondensator ein Spule drahnhängst, dann wird der Spannungsabfall an der Spule dem Strom durch die Spule vorauseilen. Wenn du nach dem Kondensator noch einen weiteren Kondensator dranhängst, dann weißt du selbst schon was passiert: soderdaen schrieb: > Nun weiß ich schon, dass beim > Kondensator der Strom voreilt und die Spannung nachkommt Wenn du nach dem Kondensator nur eine ideale Leitung dranhängst (wie im Schaltbild), dann wird an der keine Spannung abfallen und deine Frage ergibt keinen Sinn. Denk dran: - in der Serienschaltung gibt es nur einen Strom, der hat also "überall die gleiche Phase". - wenn du die Phasenbeziehung zwischen Strom und Spannung betrachten willst, dann musst du dir immer überlegen, zwischen welchem Strom (in der Serienschaltung gibt es nur einen) und welcher Spannung (in der Serienschaltung gibt es mehrere unterschiedliche Spannungen mit verschiedenen Phasenlagen).
Achim S. schrieb: > Soder D. schrieb: >> Hier ein Schaltbild, kannst dir auch gern nach dem Kondensator einen >> Widerstand gedanklich dranhängen, damit du verstehst was ich mit "nach >> dem Kondensator" mein. > > Wenn du nach dem Kondensator einen Widerstand dranhängst, dann werden > der Strom durch den Widerstand und der Spannungsabfall am Widerstand > keine Phasenverschiebung zueinander haben. Richtig. > Wenn du nach dem Kondensator ein Spule drahnhängst, dann wird der > Spannungsabfall an der Spule dem Strom durch die Spule vorauseilen. > > Wenn du nach dem Kondensator noch einen weiteren Kondensator dranhängst, > dann weißt du selbst schon was passiert: Der Strom ist der Spannung wieder mal Vorraus. Meine Frage ist hierbei aber ob das nur im Bauteil oder auch danach noch gilt (siehe nächste Richtigstellung meinerseits) > soderdaen schrieb: >> Nun weiß ich schon, dass beim >> Kondensator der Strom voreilt und die Spannung nachkommt > > Wenn du nach dem Kondensator nur eine ideale Leitung dranhängst (wie im > Schaltbild), dann wird an der keine Spannung abfallen und deine Frage > ergibt keinen Sinn. Natürlich fällt da keine Spannung ab, ich hab das wahrscheinlich schlecht beschrieben, ich meine die Spannung nach dem Kondensator bezogen auf die Spannung an der Spannungsquelle. Liegt da dann der Strom wieder in Phase? Ich glaube ich ich brauch eine gute Erläuterung wie das mit den Spannungsverschiebungen funktioniert. Auch wenn ichs einigermaßen berechnen kann, das Verständnis fehlt mir da.
Soder D. schrieb: > Liegt da dann der Strom > wieder in Phase? Es gibt in der Serienschaltung nur einen Strom. Im Widerstand hat er die selbe Phase wie im Kondensator und wie nach dem Kondensator. Dieser Strom wird eine Phasenverschiebung haben gegenüber der Spannungsquelle, denn der komplexe Gesamtwiderstand ist kein ohmscher Widerstand ist sondern eine Serienschaltung von ohmschem Wid. und Kondensator. Soder D. schrieb: > ch meine die Spannung nach dem Kondensator > bezogen auf die Spannung an der Spannungsquelle. Was ist die "Spannung nach dem Kondensator"? Zwischen welchen beiden Punkten deiner Schaltung misst du diese Spannung? Über der Leitung? Da ist die Spannung Null.
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Achim S. schrieb: > Soder D. schrieb: >> Liegt da dann der Strom >> wieder in Phase? > > Es gibt in der Serienschaltung nur einen Strom. Im Widerstand hat er die > selbe Phase wie im Kondensator und wie nach dem Kondensator. Ok, und die Spannung über dem Kondensator wird verzögert. Aber wie muss ich mir das denn vorstellen? Wird der Sinus "gestaucht". Hilfe! Hat wer was gutes zum nachlesen ;) > Dieser Strom wird eine Phasenverschiebung haben gegenüber der > Spannungsquelle, denn der komplexe Gesamtwiderstand ist kein ohmscher > Widerstand ist sondern eine Serienschaltung von ohmschem Wid. und > Kondensator. > > Soder D. schrieb: >> ch meine die Spannung nach dem Kondensator >> bezogen auf die Spannung an der Spannungsquelle. > > Was ist die "Spannung nach dem Kondensator"? Zwischen welchen beiden > Punkten deiner Schaltung misst du diese Spannung? Über der Leitung? Da > ist die Spannung Null. Im angehängten Schaltbild zwischen den zwei roten Punkten.
>Im angehängten Schaltbild zwischen den zwei roten Punkten.
.. Ist die Spannung der idealen Quelle. Die ist vorgegeben als V1
Nebenbei : Komplexrechnung hattest du noch nicht?
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Jetzt N. schrieb: >>Im angehängten Schaltbild zwischen den zwei roten Punkten. > > .. Ist die Spannung der idealen Quelle. Die ist vorgegeben als V1 > > Nebenbei : Komplexrechnung hattest du noch nicht? Aber der Strom ist dort nich in Phase mit der Spannung?! Komplexrechnen hatte ich schon, auch Zeigerdiagramme, aber das Verständnis was in den Bauteilen und Leitungen abgeht fehlt mir trotzdem.
Soder D. schrieb: > Im angehängten Schaltbild zwischen den zwei roten Punkten. Da du das ganze schon mit LTSpice gezeichnet hast, schau dir doch einfach die entsprechenden Kurven an. Dafür ist doch das Programm da. Du kannst sämtliche Ströme und Spannungen anzeigen lassen. Und wenn du die Kurven siehst, wird sofort klar, was passiert.
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Hier siehst du mal die Kurven. Und wenn du die Spannung zwischen den beiden roten Punkten (deiner Zeichnung) sehen willst, das ist die gleiche wie die angelegte Spannung. Zwischen den roten Punkten und der angelegten Spannung ist nur jeweils ein Stück Draht.
>Aber der Strom ist dort nich in Phase mit der Spannung?!
Eine ideale Spannungsquelle gibt die Spannung vor.
Und nein, der Strom dort ist nicht in Phase.
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?!? schrieb: > Soder D. schrieb: >> Im angehängten Schaltbild zwischen den zwei roten Punkten. > > Da du das ganze schon mit LTSpice gezeichnet hast, schau dir doch > einfach die entsprechenden Kurven an. Dafür ist doch das Programm da. > Du kannst sämtliche Ströme und Spannungen anzeigen lassen. > Und wenn du die Kurven siehst, wird sofort klar, was passiert. Ich finde da LTSpice nur etwas verwirrend weil ich die Spannung über einem Bauteil nicht durch klick anzeigen lassen kann, sondern wenn ich auf die Leitung klicke ?! Die Sinuskurven krieg ich auch alle hin, macht auch alles Sinn aber ich habe irgendwie ein grundlegendes Verständnisproblem von Strom und Spannung denke ich. Das angefügte Zeigerbild ist mir schon auch klar, aber es fehlt an der Sicherheit. Uq ist demnach komplex und nicht in Phase mit Uc und Ur. Gibt die Quelle also eine Spannung aus, die nicht in Phase ist mit dem rausgeschickten Strom?
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Soder D. schrieb: > Gibt die Quelle > also eine Spannung aus, die nicht in Phase ist mit dem rausgeschickten > Strom? Na das wurde doch schon mehrfach bestätigt: ja, die Quellenspannung und der Strom sind nicht in Phase. Die Quelle "schickt keinen Strom raus". Die Quelle gibt eine Spannung vor. Und der Strom stellt sich in Abhängigkeit von der Last ein. Soder D. schrieb: > Hat wer > was gutes zum nachlesen ;) Welches Lehrbuch verwendet Ihr denn? Soder D. schrieb: > Ich finde da LTSpice nur etwas verwirrend weil ich die Spannung über > einem Bauteil nicht durch klick anzeigen lassen kann, sondern wenn ich > auf die Leitung klicke ?! LTSpice zeigt die die Spannung einer Leitung bezogen auf Masse an. In deinem Schaltbild oben müsstest du also noch festlegen, welche Leitung auf Masse liegt, damit LTSpice richtig rechnen kann. Wenn du den Spannungsdifferenz zwischen zwei Leitungen sehen willst (z.B. den Spannungsabfall über den Kondensator), dann drücke die Maustaste auf der ersten Leitung und halte die Maus gedrückt, bewege den Mauszeiger zur zweiten Leitung, und dort lässt du die Maustaste los.
Soder D. schrieb: > Ich finde da LTSpice nur etwas verwirrend weil ich die Spannung über > einem Bauteil nicht durch klick anzeigen lassen kann, sondern wenn ich > auf die Leitung klicke ?! Die Spannung, die an einem Bauteil abfällt, kannst du auch ganz leicht anzeigen lassen. Du klickst links neben dem Widerstand auf den Draht, hältst die Maustaste gedrückt und gehst rechts neben den Widerstand. Dort setzt du die Maustaste ab. Und schon wird dir der Spannungsabfall über dem Widerstand angezeigt statt der Spannung nach GND (wie das bei einem einfachen Klick der Fall ist).
Achim S. schrieb: > Soder D. schrieb: >> Hat wer >> was gutes zum nachlesen ;) > > Welches Lehrbuch verwendet Ihr denn? Das ist schon 3 Jahre her, ich möchte mich nur nochmal selber reinarbeiten ;) > LTSpice zeigt die die Spannung einer Leitung bezogen auf Masse an. In > deinem Schaltbild oben müsstest du also noch festlegen, welche Leitung > auf Masse liegt, damit LTSpice richtig rechnen kann. > > Wenn du den Spannungsdifferenz zwischen zwei Leitungen sehen willst > (z.B. den Spannungsabfall über den Kondensator), dann drücke die > Maustaste auf der ersten Leitung und halte die Maus gedrückt, bewege den > Mauszeiger zur zweiten Leitung, und dort lässt du die Maustaste los. Ah, perfekt, Danke dir! So und jetzt alles nochmal: Im Kondensator geht der Strom der Spannung voraus. Und zwar immer 90°. Egal wie groß oder wie klein der Kondensator ist? Sorry für die echt dummen Fragen :P
Soder D. schrieb: > Im Kondensator geht der Strom der Spannung > voraus. Und zwar immer 90°. Egal wie groß oder wie klein der Kondensator > ist? Wenn du den Strom durch und die Spannung an einer idealen Kapazität betrachtest und beide sinusförmig sind, ist die Antwort ja. Reale Kondensatoren haben ein paar Dreckeffekte, die zu mehr oder minder großen Abweichungen von diesem Gesetz führen. Aber für das prinzipielle Verständnis solltest du erst mal nur ideale Bauelemente betrachten und die Dreckeffekte ignorieren.
Anschaulich verstehen lässt sich das ganze, wenn man in Stömen bzw. Elektronen denkt. Der Einfachheit halber nimm erstmal einen ungeladenen Kondensator und den Widerstand an. Wenn jetzt die Spannung anfängt zu steigen, dann muss erstmal Ladung in den Kondensator fließen, bevor sich eine Spannung daran aufbaut. Zu diesem Zeitpunkt hat der Kondensator noch keine Spannung, gleichzeitig aber den größten Stromfluss (entspricht dem voreilen des Stromes). Die Spannung am Widerstand wird dabei aus dem Stromfluss in den Kondensator hervorgerufen (der Strom kommt ja nicht anders zum Kondensator). "Auf der anderen Seite des Kondensators" fließt dabei der gleiche Strom (Kondensator wirkt im Einschaltmoment wie ein Kurzschluss). Wenn der Kondensator dann maximal geladen ist fließt kein Strom mehr, dafür liegt die maximale Spannung am Kondensator an. Kein Strom bedeutet für den Widerstand, das auch keine Spannung mehr abfällt. Danach beginnt das Entladen und anschließend das Laden mit umgekehrter Polarität. Falls etwas unklar ist, ist es oft hilfreich sich das ganze nicht mit Sinusspannungen sondern mit geschalteten, festen Spannung anzuschauen (Stichwort: Einschalten von Kondensator). Gruß Kai
moin zusammen, in Wikipedia gibt es eine detallierte Beschreibung zum Kondensator:im Bild zur Ladekurve sieht man, wie der Strom Ic nach Einschalten abfällt und die Spannung Uc entsprechend steigt. Wie bereits gesagt wurde, stellt der Kondensator im Einschaltmoment (t=0) für ein paar ms einen Kurzschluss dar. In diesem Moment fällt also alle Spannung an R ab, (vorausgesetzt, die Spannungsquelle ist stabil). https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/49/Ladevorgang.svg/220px-Ladevorgang.svg.png Gruß, Uli
Was du dir bei dem Problem deutlich machen musst ist, dass du mehrere
Spannungen in dem System hast, einmal die Spannung über dem Kondensator
hervorgerufen durch einen Strom durch den Widerstand, einmal die
Spannung über dem Widerstand hervorgerufen durch ein Strom durch den
Widerstand, und eine Gesamtspannung. Diese entspricht deiner
Quellenspannung. Alle drei sind zueinander verschieden, sowohl in
Amplitude als auch in Phase.
Da du eine Spannungsquelle hast ist die Spannung vorgegeben. Um die
Ströme und damit auch die Spannungen an den einzelnen Bauteilen zu
kennen, müsste man an sich die Gesamtimpedanz ausrechnen. Zum besseren
Verständnis empfehle ich aber an dieser Stelle einmal "rückwärts" zu
rechnen.
Wichtig ist bei der Angabe der Phasenverschiebung immer relativ zu
welcher anderen Größe. Implizit nimmt man die Quelle, allerdings ist das
nicht zwingend.
Ein Beispiel:
Betrachten wir mal nur den Widerstand. Dort fließt ein Strom mit
Spitzenwert I_r und, relativ zu sich selber, Phasenverschiebung null.
Komplex gerechnet wäre der Strom damit I_r * exp(2*pi*i*f*t + 0). Die
Spannung stellt sich entsprechend als R I_r exp(2*pi*i*f*t + 0) ein.
Betrachten wir nun den Kondensator, durch diesen fließt der Selbe Strom
wie durch den Widerstand, allerdings stellt sich eine andere Spannung
ein, nämlich |Z_c| I_r exp(2*pi*i*f*t - 90°) (voreilender Strom
heißt nacheilende Spannung)
betrachten wir jetzt die Summe dieser beiden Spannungen. Die Amplitude
beträgt in diesem Falle sqrt(R² + |Z_c]²), die Phasenverschiebung
-arctan(|Z_c| / R). Dieser Winkel ist weder 90° noch 0°, irgentwas
dazwischen.
Diese Spannung ist gleichzeitig aber auch die Quellenspannung, wichtig,
>aus Sicht des Widerstandes<
Jetzt kannst du logisch überlegen, wenn die Gesamtspannung der Spannung
über dem Widerstand um +phi Grad nacheilt, eilt die Spannung über dem
Widerstand der der Quelle um -phi Grad vor.
In einem komplexen Gesamtsystem hast du immer mehrere Spannungen (und
meistens auch Ströme bei Parallelschaltung), die 90°, 0°, -90° Regeln
gelten nur lokal aus der Referenz des jeweiligen Bauteils. Die
Zeigerrechnung hilft da, die Gesamtspannung zu konstruieren
IUnknown schrieb: > Ein Beispiel: > > Betrachten wir mal nur den Widerstand. Dort fließt ein Strom mit > Spitzenwert I_r und, relativ zu sich selber, Phasenverschiebung null. > Komplex gerechnet wäre der Strom damit I_r * exp(2*pi*i*f*t + 0). Die > Spannung stellt sich entsprechend als R I_r exp(2*pi*i*f*t + 0) ein. > Betrachten wir nun den Kondensator, durch diesen fließt der Selbe Strom > wie durch den Widerstand, allerdings stellt sich eine andere Spannung > ein, nämlich |Z_c| I_r exp(2*pi*i*f*t - 90°) (voreilender Strom > heißt nacheilende Spannung) Woher kommt bei dir das *i und *t ? Danke dir auf jeden Fall für die ausführliche Erklärung. Kann ich mir das in etwa so vorstellen: (Kondensator und Widerstand in Reihe) Der Kondensator braucht Zeit um die Spannung aufzubauen, in dieser Zeit verzögert sich auch die an R anliegende Spannung, deswegen ist die Spannung an R nicht in Phase mit der Quellenspannung? Andernfalls denke ich mir, dann müsste die Spannung über R dan Phasengleich mit der über C sein und aufgrund der nicht sinusförmigen Ladekurve des Kondensators auch der Sinus über dem Widerstand verunstaltet sein.... Oh gott, wahrscheinlich ein riesen Humbug :D
Soder D. schrieb: > und aufgrund der nicht sinusförmigen > Ladekurve des Kondensators auch der Sinus über dem Widerstand > verunstaltet sein.... Alle Spannungen in deinem Netzwerk sind sinusförmig mit der identischen Frequenz (nur mit unterschiedlichen Amplituden und Phasen). Würde die Quelle etwas anderes als einen Sinus ausgeben, dann könntest du die ganze wunderschöne komplexe Rechnung leider nicht anwenden. Dein lineares Netzwerk ändert nirgends was an der Sinusform und der Frequenz, es kann nur Phase und Amplitude verändern. Im Zeigerdiagramm lässt sich die Addition der phasenverschobenen Spannungen am einfachsten verstehen. (Man muss halt dabei im Hinterkopf haben, dass jeder dieser Zeiger eine sinusförmige Spannung repräsentiert). Dein Zeigerdiagramm aus den letzten Tagen sah schon nicht ganz verkehrt aus. Solange nichts an den Achsen steht ist allerdings nicht festgelegt, was das Diagramm eigentlich anzeigt. Für Anschauung im Zeitverlauf würde ich dir LTSpice empfehlen (wurde ja oben schon empfohlen und auch angewandt). Dann siehst du auch, dass ein verzögerter Sinus halt auch wieder ein Sinus ist. Und dass ein Sinus, der zu einem Sinus anderer Phase addiert wird, wieder einen Sinus ergibt.
> Im Zeigerdiagramm lässt sich die Addition der phasenverschobenen > Spannungen am einfachsten verstehen. (Man muss halt dabei im Hinterkopf > haben, dass jeder dieser Zeiger eine sinusförmige Spannung > repräsentiert). Dein Zeigerdiagramm aus den letzten Tagen sah schon > nicht ganz verkehrt aus. Solange nichts an den Achsen steht ist > allerdings nicht festgelegt, was das Diagramm eigentlich anzeigt. Stimmt, habe ich vergessen einzuzeichnen. Nach oben natürlich Realteil und nach rechts der Imaginärteil. > Für Anschauung im Zeitverlauf würde ich dir LTSpice empfehlen (wurde ja > oben schon empfohlen und auch angewandt). Dann siehst du auch, dass ein > verzögerter Sinus halt auch wieder ein Sinus ist. Und dass ein Sinus, > der zu einem Sinus anderer Phase addiert wird, wieder einen Sinus > ergibt. Das ist mir durchaus bewusst, aber die Vorstellung was da wirklich passiert fehlt mir. Ich probiers nochmal: Spannungsquelle steigt an von 0V beginnend. Spannungsquelle "sieht" Kondensator (quasi Kurzschluss im Einschaltmoment) und Widerstand. Strom stellt sich ein (ca. U/R). Blindwiderstand C steigt allmählich. -> Spannungsabfall an C wird höher, Spannungsabfall an R wird niedriger Strom wird allmählich kleiner, da der Gesamtwiderstand steigt. Was ist wenn die Quellenspannung dann wieder abfällt. Normalerweise müsste sich die Spannung über dem Kondensator doch noch erhöhen, während Sie am Widerstand bereits abfällt. Ich hab das mal mit LTSpice simuliert und da fällt die Quellenspannung schneller bzw. gleich schnell wie die Spannung über dem Widerstand. Zusammen mit der Spannung über dem Kondensator haut das mit den zwei Spannungen, die sich zur Quellenspannung ergeben nicht wirklich hin. Ich hoffe das ist nur ne optische Sache. Bauteilwerte bei mir 200 Ohm 200µF bei 50 Hz Umax= 1V, 10s Simulationsdauer
Tipp, schau dir das ding nach \infty Schwingungen an. Einschaltmoment ist blöd. Brauchst du den Einschaltmoment nicht machs bitte in Frequenz sonst hast du ein doch blöde Aufgabe. Oder doch mal diskret: (also Sinus durch ein Recheck ersetzen: Und dann mal die Ladekennlinie Zeichnen und den Sinus durch beliebig viele Rechtecke darstellen (also als Summe) Siehst du woher der Strom außerphasig zur Spannung läuft. Weil dein (idealer) Kondensator ne Art Ableitung baut) MfG ich
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Soder D. schrieb: > quasi Kurzschluss im > Einschaltmoment) Denk nicht an so was wie "Einschaltmomente". Die sind nicht sinusförmig und daher wesentlich komplizierter zu berechnen als der eingeschwungene Zustand. Soder D. schrieb: > Zusammen mit der Spannung über dem > Kondensator haut das mit den zwei Spannungen, die sich zur > Quellenspannung ergeben nicht wirklich hin. Komisch, bei mir geht das schön auf. Warum hängst du das Simu-Ergebnis nicht an, vielleicht sieht man dann was falsch läuft? Ich hab in meiner Simu den Kondensator etwas kleiner gewählt, damit die Spannung am Kondensator vergleichbar groß wird wie die Spannung am Widerstand. - du kannst jederzeit die Momentanwerte von V_R und V_C addieren, um V_Q zu erhalten. - du kannst die Zeiger addieren und die Rechnung geht auch auf. - was du natürlich nicht versuchen solltest ist die Amplituden oder die Effektivwerte zu addieren.
Achim S. schrieb: > Soder D. schrieb: >> quasi Kurzschluss im >> Einschaltmoment) > > Denk nicht an so was wie "Einschaltmomente". Die sind nicht sinusförmig > und daher wesentlich komplizierter zu berechnen als der eingeschwungene > Zustand. Richtig, aber mit vereinfachten Annahmen vielleicht doch leichter zu verstehen. > Soder D. schrieb: >> Zusammen mit der Spannung über dem >> Kondensator haut das mit den zwei Spannungen, die sich zur >> Quellenspannung ergeben nicht wirklich hin. > > Komisch, bei mir geht das schön auf. Warum hängst du das Simu-Ergebnis > nicht an, vielleicht sieht man dann was falsch läuft? Hatte vorhin leider keine Zeit dazu. Hab es eben nochmal nachgeüprüft. Die steigende Spannung von der ich geredet habe war natürlich in mV und damit vernachlässigbar klein für die anderen Spannungen. Fällt einem am besten auf wenn man sich die 3 Spannungen in EIN Diagramm plotten lässt und nicht in 3 verschiedene mit anderen Skalen ;) > Ich hab in meiner Simu den Kondensator etwas kleiner gewählt, damit die > Spannung am Kondensator vergleichbar groß wird wie die Spannung am > Widerstand. Passt bei mir jetzt auch wunderbar...Ich denke ich muss da noch ein paar Nächte drüber schlafen bis ich die Spannungsverschiebunen akzeptiere :P
Soder D. schrieb: > Blindwiderstand C steigt allmählich. -> Der Blindwiderstand ist bei konstanter Frequenz ebenfalls konstant, da er nur von f und C abhängt. Was sich ändert ist die Spannung am Kondensator, da dieser ja geladen wird. Diese Spannung "fehlt" dann am Widerstand, weshalb dann dort weniger Spannung anliegt (solange die Quelle eine höhere Spannung als der Kondensator hat)
Gerald G. schrieb: > Soder D. schrieb: >> Blindwiderstand C steigt allmählich. -> > > Der Blindwiderstand ist bei konstanter Frequenz ebenfalls konstant, da > er nur von f und C abhängt. > Was sich ändert ist die Spannung am Kondensator, da dieser ja geladen > wird. Diese Spannung "fehlt" dann am Widerstand, weshalb dann dort > weniger Spannung anliegt (solange die Quelle eine höhere Spannung als > der Kondensator hat) Jup, meinte ich schon so, war schlecht beschrieben :P Hat jemand eine Idee, wie man sich den Ladezustand des Kondensators in LTSpice anzeigen lassen kann? Am besten relativ zum maximalen Ladestand.
Soder D. schrieb: > Hat jemand eine Idee, wie man sich den Ladezustand des Kondensators in > LTSpice anzeigen lassen kann? Indem man sich die Spannung anzeigen lässt. Q=C*U Soder D. schrieb: > Am besten relativ zum maximalen Ladestand. Was soll das für eine größe sein? Bei einer idealen Kapazität gibt es kein oberes Limit, weil die Spannung nicht limitiert ist. Meinst du relativ zur maximalen Spannung, die beim Einschwingvorgang erreicht wird? Oder relativ zur maximalen Spannung im eingeschwungenen Zustand? Du kannst in LTSpice auch Rechenergebnisse darstellen lassen (Z.B. "V(n001)/3V", aber bis auf die andere Achsenskalierung sieht die Kurve damit immer noch gleich aus).
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Achim S. schrieb: > Soder D. schrieb: >> Hat jemand eine Idee, wie man sich den Ladezustand des Kondensators in >> LTSpice anzeigen lassen kann? > > Indem man sich die Spannung anzeigen lässt. Q=C*U > > Soder D. schrieb: >> Am besten relativ zum maximalen Ladestand. > > Was soll das für eine größe sein? Bei einer idealen Kapazität gibt es > kein oberes Limit, weil die Spannung nicht limitiert ist. Meinst du > relativ zur maximalen Spannung, die beim Einschwingvorgang erreicht > wird? Oder relativ zur maximalen Spannung im eingeschwungenen Zustand? > Du kannst in LTSpice auch Rechenergebnisse darstellen lassen (Z.B. > "V(n001)/3V", aber bis auf die andere Achsenskalierung sieht die Kurve > damit immer noch gleich aus). Ah ok, ich kann damit auch rechen lassen. Wieder was gelernt. Ich meine die Lade- bzw. Entladelinien wie hier http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0205301.htm Im Grund genommen möchte ich dieses Bild hinkriegen: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/diagramm/02053011.gif Darüber hinaus noch eine Frage: Wenn einer Spannungsquelle ein Puls gebe von 0V auf 5V in 0 Sekunden, dann sehe ich über dem Kondensator die steigende Spannung (siehe Bild oben). Mache ich das aber mit einer DC Spannung, so zeigt mir LTSpice über dem Kondensator eine sofort anliegende Spannung von 5 Volt an, ohne dass der Kondensator sich langsam auflädt. Warum?
>Mache ich das aber mit einer DC Spannung, so zeigt mir LTSpice über dem >Kondensator eine sofort anliegende Spannung von 5 Volt an, ohne dass der >Kondensator sich langsam auflädt. Warum? Weil du was falsch machst?
Soder D. schrieb: > Im Grund genommen möchte ich dieses Bild hinkriegen: > http://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/diagramm/02053011.gif Na das ist doch einfach die Spannung am Kondensator, wenn vor dem Widerstand eine Rechteckfunktion angelegt wird. Soder D. schrieb: > Mache ich das aber mit einer DC > Spannung, so zeigt mir LTSpice über dem Kondensator eine sofort > anliegende Spannung von 5 Volt an, ohne dass der Kondensator sich > langsam auflädt. Warum? Warum nicht? Warum sollte der Kondensator bei Beginn der Simu auf 0V aufgeladen sein? Warum nicht auf 20V oder auf 5V? Wenn du in "Simulate -> Edit Simulation Cmd" das Häkchen bei "Skip initial operating point solution" setzt, wird der Kondensator bei 0V starten. Aber um eine Rechteckflanke zu simulieren, würde ich auch immer eine Rechteckflange anlegen (nicht eine DC-Quelle, und dann hoffen, dass die Simulation ausgerechnet mit den Anfangsbedingungen losläuft, die ich mir wünsche).
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> Soder D. schrieb: >> Mache ich das aber mit einer DC >> Spannung, so zeigt mir LTSpice über dem Kondensator eine sofort >> anliegende Spannung von 5 Volt an, ohne dass der Kondensator sich >> langsam auflädt. Warum? > > Warum nicht? Warum sollte der Kondensator bei Beginn der Simu auf 0V > aufgeladen sein? Warum nicht auf 20V oder auf 5V? Finde ich persönlich am logischsten, dass erst zu beginn der Simulation die Spannungsquelle angeht und nicht davor schon. Sonst würde man ja nur den eingeschwungenen Zustand sehen. Das ist ja bei angelegter WECHSELspannung auch so, dass wenn ich Vinitial leer lasse, LTSpice mit "0" rechnet... > Wenn du in "Simulate -> Edit Simulation Cmd" das Häkchen bei "Skip > initial operating point solution" setzt, wird der Kondensator bei 0V > starten. Aber um eine Rechteckflanke zu simulieren, würde ich auch immer > eine Rechteckflange anlegen (nicht eine DC-Quelle, und dann hoffen, dass > die Simulation ausgerechnet mit den Anfangsbedingungen losläuft, die ich > mir wünsche). Hat geholfen, danke. Neues Problem siehe Anhang: Warum hat die Spannungsquelle eine Flanke, obwohl "0" eingestellt ist, sowohl für Trise, also auch für Tfall? Wenn ich die Ton=30m rauslösche ist die Flanke auf einmal wieder verschwunden. Woran kann das liegen?
Soder D. schrieb: > Das ist ja bei angelegter > WECHSELspannung auch so, dass wenn ich Vinitial leer lasse, LTSpice mit > "0" rechnet... Weil dein Sinus mit 0V beginnt. Lässt du die Sinusquelle mit einer anderen Phase starten, dann ist auch der Ladezustand des Kondensators zu Beginn anders. Soder D. schrieb: > Warum hat die Spannungsquelle eine Flanke, > obwohl "0" eingestellt ist, sowohl für Trise, also auch für Tfall? > Wenn ich die Ton=30m rauslösche ist die Flanke auf einmal wieder > verschwunden. Woran kann das liegen? Weiß ich nicht, vielleicht weil LTSpice mit der (nie erreichbaren) Anstiegszeit von 0 Probleme hat. Wenn du eine sehr kurze Anstiegszeit (z.B. 1ns) einträgst, klappt es wie gewünscht.
Achim S. schrieb: > Soder D. schrieb: >> Das ist ja bei angelegter >> WECHSELspannung auch so, dass wenn ich Vinitial leer lasse, LTSpice mit >> "0" rechnet... > > Weil dein Sinus mit 0V beginnt. Lässt du die Sinusquelle mit einer > anderen Phase starten, dann ist auch der Ladezustand des Kondensators zu > Beginn anders. Dann kann ich ja auch so argumentiern wie du oben: "Warum nicht? Warum sollte der Kondensator bei Beginn der Simu auf 0V aufgeladen sein? Warum nicht auf 20V oder auf 5V?" Warum sollte der Sinus bei 0 anfangen und keine Phasenverschiebung haben. Nichts für ungunt aber das ist mir etwas suspekt. Da muss man ja höllisch aufpassen ;) > Soder D. schrieb: >> Warum hat die Spannungsquelle eine Flanke, >> obwohl "0" eingestellt ist, sowohl für Trise, also auch für Tfall? >> Wenn ich die Ton=30m rauslösche ist die Flanke auf einmal wieder >> verschwunden. Woran kann das liegen? > > Weiß ich nicht, vielleicht weil LTSpice mit der (nie erreichbaren) > Anstiegszeit von 0 Probleme hat. Wenn du eine sehr kurze Anstiegszeit > (z.B. 1ns) einträgst, klappt es wie gewünscht. Da frag ich mich warums dann mit der der Anstiegszeit "0" funktioniert, wenn ich Ton auch auf "0" setzte. Dann hat LTSpice anscheinend kein Problem mehr mit einer so steilen Flanke. Danke für den Tip mit 0ns :)
Soder D. schrieb: > Dann kann ich ja auch so argumentiern wie du oben: > > "Warum nicht? Warum sollte der Kondensator bei Beginn der Simu auf 0V > aufgeladen sein? Warum nicht auf 20V oder auf 5V?" > > Warum sollte der Sinus bei 0 anfangen und keine Phasenverschiebung > haben. Nichts für ungunt aber das ist mir etwas suspekt. Da muss man ja > höllisch aufpassen ;) Ich verstehe nicht, was du sagen willst. Meinst du das selbe, was ich folgendermaßen ausgedrückt habe? Achim S. schrieb: > Aber um eine Rechteckflanke zu simulieren, würde ich auch immer > eine Rechteckflange anlegen (nicht eine DC-Quelle, und dann hoffen, dass > die Simulation ausgerechnet mit den Anfangsbedingungen losläuft, die ich > mir wünsche).
> Ich verstehe nicht, was du sagen willst. Meinst du das selbe, was ich > folgendermaßen ausgedrückt habe? > > Achim S. schrieb: >> Aber um eine Rechteckflanke zu simulieren, würde ich auch immer >> eine Rechteckflange anlegen (nicht eine DC-Quelle, und dann hoffen, dass >> die Simulation ausgerechnet mit den Anfangsbedingungen losläuft, die ich >> mir wünsche). Genau
So, nach einer Weile simulieren bin ich doch tatsächlich noch auf n Frage gestoßen, wer hätts gedacht ;) Diesmal simuliere ich eine Spule mit einem Vorwiderstand an einer Wechselspannungsquelle. Spice Netlist: V1 N001 0 SINE(0 10 50) R1 N002 N001 200 L1 N002 0 100n Ipk=0.069 Rser=150 Rpar=0 Cpar=0 mfg="Coiltronics" pn="DR125-124-R" .tran 100m .backanno .end Jetzt überprüfe ich den Strom durch die Spule und die Spannung darüber, und sie liegen bei mir exakt übereinander, und nicht wie es sein sollte um 90° verschoben. Ich habe extra eine gelistete Spule genommen, weil Spice ja mit einfachen Bauteilen anscheinend Schwierigkeiten hat. Natürlich ist die Spule mega klein, aber warum sollte es damit nicht auch funktionieren? Mit der Standardspule von LTspice funktionierts komischerweise.
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wenn du das asc-File angehängt hättest statt die Netzliste einzufügen, könnte man das leichter nachvollziehen. Ohne LTSpice geöffnet zu haben vermute ich mal: - deine Spule hat eine Induktivität von 100nH. Bei 50Hz also einen Blindwiderstand von 31µOhm - deine Spule hat gleichzeitig einen (parasitären) ohmschen Widerstand von 150Ohm. Jetzt rate mal, wie viel du bei einer Serienschaltung der beiden noch vom Blindwiderstand bemerkst.
Achim S. schrieb: > wenn du das asc-File angehängt hättest statt die Netzliste einzufügen, > könnte man das leichter nachvollziehen. > > Ohne LTSpice geöffnet zu haben vermute ich mal: > - deine Spule hat eine Induktivität von 100nH. Bei 50Hz also einen > Blindwiderstand von 31µOhm > - deine Spule hat gleichzeitig einen (parasitären) ohmschen Widerstand > von 150Ohm. > > Jetzt rate mal, wie viel du bei einer Serienschaltung der beiden noch > vom Blindwiderstand bemerkst. Asc. Files kommen für alle kommenden Fragen :) Danke auch dafür, wieder top erklärt. Und ich hab natürlich schon wieder was gefunden was mich verwundert: hier http://www.amplifier.cd/Tutorial/snt/snt.html wird beschrieben der Spulenstrom steigt rampenförmig bei einer gepulsten Spannungsquelle, was durch eine Rechnung einige Zeilen weiter unten bewiesen wird. Allerdings widerspricht das meinen "Simulationskünsten", sowie meinen Erinnerungen und auch diversen anderen Internetseiten. Kann mir das wer erläutern?
Soder D. schrieb: > Allerdings > widerspricht das meinen "Simulationskünsten", sowie meinen Erinnerungen > und auch diversen anderen Internetseiten. Dann ist mit deinen Simulationskünsten was faul und/oder du interpretierst die "diversen anderen Internetseiten" deiner Erinnerung falsch. Wenn du eine Rechteckspannung an eine Induktivität anlegst, dass steigt der Strom linear: di/dt=U/L - mehr gibts dazu nicht zu sagen. Die Sache sieht natürlich anders aus, wenn das Rechteck z.B. an einer RL-Serienschaltung anliegt. Und wie du schon heute morgen festgestellt hast, kann eine einfache, reale Spule sich bereits wie eine RL-Serienschaltung verhalten.
Vielleicht hilft dieses kostenlsoe Tool zum Verständnis: http://et-tutorials.de/wechselstrom-simulationstool/
An Gleichspannung (Natürlich nicht an konstanter solcher, sondern beim Anlegen einer solchen. Gilt also fürs Beispiel Rechteckspannung.): http://elektroniktutor.de/analogtechnik/l_gleich.html Wenn man schon eine Reanimation machen will, warum dann den/die Patienten erst nach der Email-Adresse fragen (Erlaubnis für Newsletter, bla, bla)? Sollte doch aus reiner Hilfsbereitschaft passieren... ^^
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