Maximale Verlustleistung am Transistor

[g116 (Gast)]

Hallo,
ich bräuchte bitte wieder mal eure Hilfe. Beispiel im Anhang. Gefragt 
ist die maximale Verlustleistung am Transistor. Basistrom ist zu 
vernachlässigen. Rs=0.6Ohm, omega=0.

Am Rs liegen dann ja die 5V an. Das ergibt dort einen Strom von 8.3A. 
Aber da kann der Transistor ja nicht mehr im Stromquellenbetrieb 
arbeiten. Wenn ich nämlich mit 8.3A die Spannung am RL berechen komm ich 
auf
UL1=12.5V
UL2=37.5V

Wie kann ich das dann lösen? Falls der Transistor im Stromquellenbetrieb 
gearbeitet hätte, dann wäre ich einfach hergegangen und hätte mir U am 
RL und am RS berechnet, die von Us abgezogen damit ich UCE bekomme und 
mit IL multipliziert, also: PT=UCE*IC=UCE*IL

[Stefan F. (Gast)]

Die höchste Verlustleistung tritt auf, wenn man Transistor die Hälfte 
der Versorgungsspannung abfällt. Damit kannst du rechnen.

[Achim S. (Gast)]

g116 schrieb:
> Wie kann ich das dann lösen?

Wenn man die Aufgabe so interpretiert wie du, dann lässt sie sich gar 
nicht lösen, weil dann die Angaben in der Aufgabenstellung 
widersprüchlich sind. Mit Ue=5V und Rs=0,6Ohm ergeben sich nicht die 
geforderten IL=2A.

Die von dir berechneten 8,3A kommen übrigens auch nicht raus: der OPV 
versucht zwar, die Spannung an Rs auf 5V zu bringen. Aber wenn der 
Transistor in Sättigung geht, schafft der OPV das nicht. (Und der 
Transistor schafft übrigens auch keine 8,3A). Wenn der Basisstrom wie 
angegeben vernachlässigt werden soll, dann fallen am Transistor U_CE_sat 
ab. Und die restliche Spannung (U_S-U_CE_sat) teilt gemäß 
Widerstandsverhältnis auf RL und RS auf.

Die Aufgabenstellung ist wahrscheinlich so gemeint, dass Ue irgendwo 
zwischen 0V und 10V liegen darf - und das ist mir Ue=5V+5V*sin(wt) mit 
w=0 etwas seltsam formuliert. Der Aufgabensteller hat vielleicht 
vergessen dazuzuschreiben, dass der sin(wt) mit w=0 noch einen 
Phasenwinkel != 0 haben darf.

Aus der Angabe IL(w=0)=2A kriegst du raus, wie groß sich der 
Aufgabensteller den tatsächlichen Wert von Ue gedacht hat

Wenn du weißt, wie groß der Spannungsabfall an Rs (und damit IL) ist, 
kannst du RL variieren, um für diesen vorgegebenen Strom die maximale 
Verlustleistung am Transistor rauszukriegen. Den Rechenansatz dafür hat 
dir Stefan genannt.

Wenn die Aufgabe so gemeint sein sollte, dann wäre sie lösbar.

[g116 (Gast)]

Also annehmen, dass IL am Kollektor und Emitter fließt, eine Gleichung 
für PT aufstellen, diese dann maximieren (ableiten usw.). So kommt man 
dann ja formal auf das Ergebnis.
Aber die 5V am RS liegen doch immer an oder?

[Jim M. (turboj)]

g116 schrieb:
> Rs=0.6Ohm, omega=0.

Ich komme auf 2,5 Ohm...?

Aber das System ist überbestimmt und in sich widersprüchlich. Die US=12V 
reichen nämlich nicht aus, falls ich mich nicht verrechnet habe.

[g116 (Gast)]

Hab die Antwort von Achim erst danach gelesen. Sorry.
Ja, die Überlegungen hatte ich auch. Aber ich kann für mich die Angabe 
nicht anders lesen.

UCE_Sat kenne ich ja auch nicht. Es ist zwar der Transistortyp gegeben, 
aber es ist da sicher nicht gefordert, irgendwo in einem DB 
nachzuschauen.

Also würdest du meinen, dass ich davon ausgehen soll, dass IL=2A gesetzt 
ist?

Achja, eine Aufgabe war auch, Rs bei omega=0 so zu berechnen, dass IL=2A 
ist. Da kommen 2.5Ohm raus. Nachdem sich ja der Widerstand geändert hat 
interpretiere ich das so, dass ich nicht mehr davon ausgehen kann, dass 
IL=2A sind.

[Achim S. (Gast)]

g116 schrieb:
> Aber ich kann für mich die Angabe
> nicht anders lesen.

Dann ist die Aufgabe nicht lösbar.

g116 schrieb:
> UCE_Sat kenne ich ja auch nicht.

Das brauchst du auch nur, wenn du die Aufgabe so interpretierst, dass 
das System überbestimmt (und die Aufgabe nicht lösbar) ist.

g116 schrieb:
> aber es ist da sicher nicht gefordert, irgendwo in einem DB
> nachzuschauen.

Hä? Löst du Probleme so, dass hinterher die Lösung passt? Oder indem du 
versuchst nur nur genau das zu tun, von dem du annimmst, dass der 
Aufgabensteller von dir erwartet. Was ist heutzutage einfacher als einen 
solchen Parameter nachzuschlagen?

g116 schrieb:
> Also würdest du meinen, dass ich davon ausgehen soll, dass IL=2A gesetzt
> ist?

So wie oben von mir interpretiert wäre die Aufgabe jedenfalls lösbar. 
Aber ich kenne nicht den vollständigen und exakten Text der 
Aufgabenstellung.

g116 schrieb:
> Achja, eine Aufgabe war auch, Rs bei omega=0 so zu berechnen, dass IL=2A
> ist.

Ist das ein Teil dieser Aufgabe? Oder ist das eine andere Aufgabe, bei 
de man von anderen Randbedingungen ausgehen soll.

Vielleicht wäre es einfacher für uns, wenn du den Wortlaut der Aufgabe 
posten würdest. Dann müssten wir nicht "über eine Ecke" interpretieren, 
was tatsächlich mit der Aufgabenstellung gemeint sein könnte.

[g116 (Gast)]

Spannungsgesteuerte Stromquelle, vernachlässigen Sie den Basisstrom des 
Transistors;

1.) OV ideal; Wie groß muss RS gewählt werden, damit bei ω=0 IL(ω=0)=2A 
beträgt?
2.) OV ideal; Berechnen Sie die maximale Verlustleistung am Transistor 
für ω=0 mit RS=0,6Ω. (RL!)

Na klar lös ich prinzipiell Probleme, dass was sinnvolles rauskommt und 
schlag ggf. nach, simuliere usw. usw. Ich kenne für die Aufgabenstellung 
nun mal die Randbedingungen sehr gut. Deshalb will ich hier auch über 
diese nicht hinaus gehen da ich weiß, dass wenn ich das "vorrechnen" 
muss, es nicht akzeptiert wird (traurig, ist aber leider so).

[Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)]

Hätte ich diese Aufgabe in E-Technik gehabt, hätte ich sie direkt 
durchgestrichen wenn der vorgegebene Strom bei vorgegebenen Werten für 
Spannung usw. gar nicht erreicht wird. Nicht lösbar weil ... und fertig.

[Achim S. (Gast)]

g116 schrieb:
> 2.) OV ideal; Berechnen Sie die maximale Verlustleistung am Transistor
> für ω=0 mit RS=0,6Ω. (RL!)

Na denn, nehmen wir die Aufgabenstellung wörtlich: mit idealem OPV wird 
die Spannung an RS tatsächlich auf 5V gebracht, es fließt ein 
Emitterstrom von 8,3A. Davon kommen bestenfalls ca. 
(12V-5V-U_CE_Sat)/1,5Ohm= XYZ A vom Kollektor (mit RL=1,5Ohm). Der Rest 
wird vom idealen OPV über die Basis getrieben, was diese zerstört.

Man kann noch wörtlich nehmen, dass der Basisstrom (und dessen 
zerstörende Wirkung) ignoriert werden soll (beim Rechnen von Aufgaben 
geht das, bei der realen Schaltung natürlich nicht). Dann ist die 
maximale Verlustleistung
XYZ A *U_CE_Sat.

Und beim Vorrechnen würde ich natürlich gleich darauf hinweisen, dass 
die Aufgabenstellung wohl nicht wirklich so gemeint gewesen sein dürfte 
wie sie formuliert war, und dass die Rechnung nichts mit einem realen 
Verhalten der Schaltung zu tun hat.

[A. S. (Gast)]

Kann es sein, dass RL und Rs (bzw. deren Werte) einfach vertauscht sind?