Effektivströme in antiparallelen Dioden

Gast #4357166
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Ich würde gerne die jeweiligen Einzelströme eines Sinusstromes durch 2 
gleiche antiparallel geschaltete Dioden ermitteln. Wenn der Gesamtstrom 
in I_rms gegeben ist, wie hoch ist dann der jeweilige Einzelstrom der 
Dioden I_D1_rms und I_D2_rms? Zunächst würde ich vermuten, dass es 
jeweils I_rms / 2 ist, denn jede Diode leitet ja genau eine Halbwelle.

Anders überlegt komme ich jedoch auf ein anderes Ergebnis:
r_dyn sei vereinfacht gesagt der dynamische Widerstand der 
Diodenkennlinie im Durchlassbereich, der wohl im entscheidenden Bereich 
als konstant angesehen werden kann

I_D1_rms = I_D2_rms
P_ges = 2 * P_D1

P_ges = I_rms^2 * r_dyn
2 * P_D1 = 2 * I_D1_rms^2 * d_dyn

weil P_ges = 2 * P_D1
I_rms^2 * r_dyn = 2 * I_D1_rms^2 * r_dyn

aufgelöst nach I_D1_rms:

I_D1_rms^2 = 2 * I_rms^2 / 2
-> I_D1_rms = I_rms / 1,414

Somit wäre also der Effektivwert des Stromes in einer Diode nicht wie 
zunächst angenommen die Hälfte des Gesamtstromes, sondern 70% davon. 
Aber wie können sich denn 100 % zu 2 mal 70 % aufteilen? Was davon ist 
denn nun richtig? Wo liegt der Denkfehler?
Gast #4357184
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Antiprallel schrieb:
> der wohl im entscheidenden Bereich
> als konstant angesehen werden kann

Eine Diode ist ein hochgradig nichtlineares Bauteil. Dein entscheidender 
Bereich geht von 0 bis zum maximalen Strom. Wie kommst du darauf 
irgendwas linearisieren zu können.
Weiter habe ich mir deine Rechnung nicht angeschaut, denn es gilt immer 
noch
https://de.wikipedia.org/wiki/Effektivwert
Ist eine einfache Sinusfunktion, bzw 0 in der 2. Halbwelle, also rechne 
es dir durch.
Gast #4357312
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Der Andere schrieb:
> Eine Diode ist ein hochgradig nichtlineares Bauteil. Dein entscheidender
> Bereich geht von 0 bis zum maximalen Strom. Wie kommst du darauf
> irgendwas linearisieren zu können.

Also ich finde das Verhalten schon sehr linear sobald die Diode erst 
einmal einen nennenswerten Strom hat. Den erreicht sie ja auch sehr 
schnell. Der kleine nicht lineare Anteil ist von Beitrag zum RMS Anteil 
her total zu vernachlässigen.
Angehängte Dateien:
Gast #4357371
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Antiprallel schrieb:
> Somit wäre also der Effektivwert des Stromes in einer Diode nicht wie
> zunächst angenommen die Hälfte des Gesamtstromes, sondern 70% davon.
> Aber wie können sich denn 100 % zu 2 mal 70 % aufteilen? Was davon ist
> denn nun richtig? Wo liegt der Denkfehler?

Der Denkfehler liegt darin, dass sich Effektivwerte nicht linear 
addieren.Sie addieren sich quadratisch:

sqrt(0,7² + 0,7²)=1
Gast #4357575
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Dann gilt das nur in diesem speziellen Fall? Angenommen ich versorge 
über eine Verlängerungsleitung eine Lampe die 2 A_rms und schalte noch 
eine zweite mit gleicher Leistung parallel dazu, dann fließen doch dort 
auch 4 A_rms duruch die Zuleitung und nicht sqrt(2² + 2²) A = 2,82 A.
Gast #4357615
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Antiparallel schrieb:
> Dann gilt das nur in diesem speziellen Fall?

Es hängt tatsächlich von der Signalform ab, und meine Aussage vorhin war 
zu allgemein.

Bei unkorrelierten Signalen addieren sich die Quadrate. Wenn also ein 
Strom einen sinusförmigen Verlauf mit 50Hz hat und der zweite Strom 
einen Sinus mit 63Hz, dann ergibt sich der Effektivwert der addierten 
Ströme durch quadratische Addition.

Bei korrelierten Signalen sieht die Sache anders aus. Wenn du zwei 
sinusförmige Ströme der gleichen Frequenz hast, dann muss man die 
Momentanwerte der Ströme betrachten. Angenommen beide haben die selbe 
Phasenlage, dann addieren sich die Spannungen (Momentanwert und 
Effektivwert) linear. Angenommen zwischen beiden besteht eine 
Phasenverschiebung von 180°, dann addieren sich beide Ströme zu einem 
Gesamtstrom 0. Und je nach Phasenwinkel kann auch jeder Zwischenwert 
auftreten.

In deinem Spezialfall sind die beiden Ströme ausreichend wenig 
korreliert, weil zu jedem Zeitpunkt einer von beiden den Wert Null hat. 
Du kannst also durch phasenrichtige (oder phasengedrehte) Addition der 
Einzelströme nie den Momentanwert des jeweils aktiven Stroms verändern.
Gast #4357758
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Thomas H. schrieb:
> Dein Formeln sind doch falsch.
>
> zum einen führst du plötzlich d_dyn ein,

Das stimmt, muss natürlich auch dort r_dyn heißen.

> zum anderen ist die dritte
> Gelichung falsch. Da müsste doch auch auf der rechten Seite 2 * r_dyn
> hin.

Du meinst das hier?

P_ges = I_rms^2 * r_dyn

Warum sollte r_dyn hier 2 mal wirken? Jede der Dioden hat den gleichen 
r_dyn und bei jeder Halbwelle fließt der Strom ja nur durch eine Diode 
und somit wirkt auch nur 1x r_dyn.

Zur Korrektur nochmals mit r_dyn statt mit d_dyn:

I_D1_rms = I_D2_rms
P_ges = 2 * P_D1

P_ges = I_rms^2 * r_dyn
2 * P_D1 = 2 * I_D1_rms^2 * r_dyn

weil P_ges = 2 * P_D1
I_rms^2 * r_dyn = 2 * I_D1_rms^2 * r_dyn

aufgelöst nach I_D1_rms:

I_D1_rms^2 = 2 * I_rms^2 / 2
-> I_D1_rms = I_rms / 1,414
Gast #4363985
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LE schrieb:
> War das nicht anders?

Nein, war es nicht. Wenn er r_dyn als konstanten (ohmschen) Widerstand 
betrachtet (was natürlich bei einer Diode keine sehr genaue Näherung 
ist, was Antiparallel aber in seinem erst Post so definiert), dann 
ergibt sich die Verlustleistung an diesem Widerstand genau aus 
I_rms^2*r_dyn ohne anderen Schnickschnack.

Genau über diesen Zusammenhang ist der Effektivwert definiert (selbe 
mittlere Leistung an ohmschen Widerstand wie u(t)...)

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