Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Abweichung E1 Gleichrichter


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von Jutta Biegel (Gast)


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Hallo,

ich bin neu in der Elektronik und habe ein Verständnisproblem zu einem 
E1U Gleichrichter:

Eingang: Uss=10V, also Ueff=3,53V (gemessen)
Ausgang: Ugl=1,30V gemessen

Rechnerisch hätte es aber 0,45*3,53V = 1,58V sein sollen.

Ich komme gerade mal auf 0,36*3,53V

Selbst wenn ich den Spannungsabfall an der Diode versuche zu 
berücksichtigen (0,57V mit Oszilloskop), passt das nicht.

Warum? Wo ist mein Denkfehler? Ich finde in der Literatur keinen 
Hinweis, außer, dass Ugl=0,45 * Ueff immer passen soll.

Sich fragend
Jutta

von hinz (Gast)


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Jutta Biegel schrieb:
> Ich finde in der Literatur keinen
> Hinweis, außer, dass Ugl=0,45 * Ueff immer passen soll.

Zeig mal diese Literatur.

von Jutta Biegel (Gast)


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Hallo,

im Anhang das Bild aus dem Rechenbuch Elektrotechnik Europa-Verlag.

Lieben Gruß
Jutta

von Horst S. (petawatt)


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Die Formel gilt natürlich nur für eine echte 50 Hz Sinusspannung. Die 
Netzspannung hat aber Oberwellen und die Umrechnung zwischen Spitzenwert 
und Effektivwert mit genau Wurzel 2 gilt nicht mehr.
Die Ausgangsspannung ist eine Wechselspannung mit Gleichanteil. Abhängig 
vom Messgerät können sehr unterschiedliche Ergebnisse angezeigt werden.
Grüße von petawatt

von Jutta Biegel (Gast)


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Hallo,

wäre ja mit allem einverstanden. Aber mein Faktor ist 0,36 und damit ein 
bischen zu weit weg.

Der Sinus kommt (mit 50 Hz) aus einem Funktionsgenerator, wie sauber der 
ist, kann ich jetzt natürlich nicht sagen.

Danke und Gruß
Jutta

von Günni (Gast)


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Der Rechengang ist eigentlich einfach:
Uss 10 V ergibt Upeak (Nulllinie bis Scheitelwert) 5V
Mit dem Faktor 0,7 ergibt das einen Wert von 3,5 Veff.
Soweit war der Rechen- und Gedankengang "halbwegs" korrekt. Das halbwegs 
bezieht sich darauf, dass nicht ganz klar war, ob das Messgerät wirklich 
den Effektiv- oder aber den Mittelwert anzeigt. Aber das soll hier erst 
mal nicht betrachtet werden. Aber der Rechengang gilt für eine 
Zweiweggleichrichtung. Bei einer Einweggleichrichtung fehlt eine der 
beiden Halbwellen und deshalb halbiert sich der Wert noch einmal.

von Udo S. (urschmitt)


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Jutta Biegel schrieb:
> im Anhang das Bild aus dem Rechenbuch Elektrotechnik Europa-Verlag.

Wo ist da der Spannungsabfall an den Gleichrichterdioden berücksichtigt?
Die Differenz von 0,28V über die volle Periode gemittelt kommt doch in 
etwa hin.

Jutta Biegel schrieb:
> Ausgang: Ugl=1,30V gemessen

Mit was gemessen?

von Gudrun (Gast)


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Hast Du mal einen Kondensator an den DC Ausgang angeschlossen? Dann 
müsstest Du die 10V abzüglich der Diodenspannung sehen.

von Peter R. (pnu)


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Die Formel setzt eine ideale Diode voraus, da ist der Verlust durch die 
Durchlassspannung nicht einbezogen.
Und die lässt man weg, weil ihre Kennlininen-und Lastabhängigkeit nur 
Rechnung mit mehr oder weniger mutigen  Näherungen zulässt.

: Bearbeitet durch User
von Horst S. (petawatt)


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Gerade gemessen mit Fluke 87 an 230V-Trafo:
Ueff (True RMS): 14,9V ohne Diode
U "DC": 6,61V
6,61V / 14,9V = 0,44
Stimmt doch.
Grüße von petawatt

von Peter R. (pnu)


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Horst S. schrieb:
> Gerade gemessen mit Fluke 87 an 230V-Trafo:
> Ueff (True RMS): 14,9V ohne Diode
> U "DC": 6,61V
> 6,61V / 14,9V = 0,44
> Stimmt doch.
> Grüße von petawatt

Da ist Uss doch schon 40V, da ist der Fehler durch die Durchlasspannung 
der Diode kaum erkennbar. Dazu kommt noch: bei dem geringen Laststrom 
des Tastkopfs mit 1 Mohm dürfte der Durchlassstrom der Diode sehr gering 
sein und auch ihr Spannungsverlust. Es kommt da sehr auf die jeweilige 
Diode an.

von Jutta Biegel (Gast)


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Hallo,

ja, das ist mein Problem. Vielleicht liegt es nur am Messgerät.

Sind eben beides keine TrueRMS, zeigen beide 1,3 V DC an ...

Wenn ein Fluke 87 den Wert korrekt anzeigen würde, dann suche ich mal 
nach einem passenden Messgerät. Dann habe ich aber eine Erklärung, der 
ich nachgehen kann.

Lieben Gruß
Jutta

von Horst S. (petawatt)


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Gudrun schrieb:
> Hast Du mal einen Kondensator an den DC Ausgang angeschlossen? Dann
> müsstest Du die 10V abzüglich der Diodenspannung sehen.

5V abzüglich Diodenspannung

von Jutta Biegel (Gast)


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Hallo,

Jutta ist ein bischen doof, erstes Lehrjahr halt.

Aber wenn man sich das mal durchmisst, also Ugl(Ueff), dann merkt man, 
dass die Abweichung vom Ideal mit steigender Amplitude abnimmt.

Ergo: Die Diode ist schuld, für kleinere Spannungen ist die 0,45 nicht 
stimmig. Hätte ich fast von selbst drauf kommen können - ohne euch zu 
fragen.

Aber manchmal muss man darüber nachdenken und ausprobieren. Mein 
Funktionsgenerator ging aber nur bis 20Vss ... da sind es noch 9,73% 
Abweichung vom Ideal 0,45 * Ueff. Bei 2Vss übrigens satte 95,59% 
Abweichung.

Also Jutta ist schuld.

Vielen Dank
Jutta

von Harald W. (wilhelms)


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Jutta Biegel schrieb:

> Also Jutta ist schuld.

Wenn man auf einen eigenen Beitrag antwortet, ist nicht Jutta,
sondern Ingrid schuld (die Ingrid machen):
https://de.wikipedia.org/wiki/Ingrid#Sonstiges

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Jutta Biegel schrieb:
> Jutta ist ein bischen doof, erstes Lehrjahr halt.

Sie nicht zu hart zu dir selber. So ist das halt beim Lernen und es wird 
noch oft so sein :-) ...
Ich mach seit mehr als 50 Jahren Elektrotechnik/Elektronik. Dieser 
Faktor 0.45 ist mir heute zum ersten mal begegnet. Ich glaube, den 
braucht man auch gar nicht so oft, wahrscheinlich schon deshalb, weil 
man eine Gleichrichterschaltung ohne Siebkondensator äußert selten 
benötigt.

Zum Thema: die Diode hattest du doch berücksichtigen wollen:

Jutta Biegel schrieb:
> Selbst wenn ich den Spannungsabfall an der Diode versuche zu
> berücksichtigen (0,57V mit Oszilloskop), passt das nicht.

Nach meiner Rechnung passt es dann ganz gut, bei einer Diodenspannung 
von 0.65V kämen dann mit 45% fast genau 1,3V heraus.
Deine gemessenen 0.57V kommen mir etwas wenig vor, aber gut, da war ja 
auch keine Last dran, oder? Ohne Last ist die Dodendurchlassspannung 
erst recht eine Fahrkarte.

von Hp M. (nachtmix)


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Jutta Biegel schrieb:
> Die Diode ist schuld, für kleinere Spannungen ist die 0,45 nicht
> stimmig.

Nein, du kannst nicht einfach nur die 0,7V Flußspannung abziehen, 
sondern musst auch berücksichtigen, dass bei so geringer Spannung 
deswegen auch der Stromflusswinkel merklich abnimmt.

von Harald W. (wilhelms)


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HildeK schrieb:

> Ich glaube, den
> braucht man auch gar nicht so oft, wahrscheinlich schon deshalb, weil
> man eine Gleichrichterschaltung ohne Siebkondensator äußert selten
> benötigt.

...und normale Netztrafos eine solche Belastung mit einem Gleichstrom
garnicht mögen.

von HildeK (Gast)


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Ja, aber in dem Buch von Jutta ist der Faktor auch für die 
Mittelpunktsschaltung angegeben. Der taucht schon öfters mal auf, ich 
kannte ihn trotzdem nicht ...

von hinz (Gast)


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HildeK schrieb:
> Ja, aber in dem Buch von Jutta ist der Faktor auch für die
> Mittelpunktsschaltung angegeben. Der taucht schon öfters mal auf, ich
> kannte ihn trotzdem nicht ...

Aber sicherlich das hier:

https://de.wikipedia.org/wiki/Scheitelfaktor#Scheitelfaktor-Werte_(Beispiele)

von HildeK (Gast)


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hinz schrieb:
> Aber sicherlich das hier:
>
> https://de.wikipedia.org/wiki/Scheitelfaktor#Scheitelfaktor-Werte_(Beispiele)

Ja, und mit ein wenig Anstrengung könnte ich die alle auch ausrechnen. 
Aber dieser Faktor 0.45 ist da auch nicht genannt. Und dann sei er noch 
gleich für Einweg- bzw. Vollweggleichrichtung, auch das passt irgendwie 
nicht zusammen. Oder ich habe den Sinn dahinter nicht erkannt ...

BTW: es hätte in meinem letzten Post heißen müssen "... Die 
Mittelpunktsschaltung taucht schon öfters mal in der Praxis auf ..."

von hinz (Gast)


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HildeK schrieb:
> Aber dieser Faktor 0.45 ist da auch nicht genannt.

Ich rätsle da auch noch.


> Und dann sei er noch
> gleich für Einweg- bzw. Vollweggleichrichtung, auch das passt irgendwie
> nicht zusammen. Oder ich habe den Sinn dahinter nicht erkannt ...

Die messen die Ausgangsspannung des Trafos zwischen den Enden der 
gesamten Wicklung.

von Peter R. (pnu)


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Beim E1 hat man bei idealer Diode drei Spannungswerte:

û  Spitzenwert, ist das sqrt(1/2) -fache von U

U Effektivwert, bringt an R gleiche Leistung wie eine Gleichspannung und 
belastet die Wicklung des Trafo

Mittelwert, Gleichspannungsanteil in der Halbwellenfolge 0,45xU
erzeugt die Strommenge, mit der z.B. die Ah eines Ladevorgangs entstehen 
oder elektrochemische Umsetzungen verlaufen

von HildeK (Gast)


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Aha, danke, Peter R.!
Man lernt nie aus - ich hatte mich gerade gefragt, wozu es nützlich sein 
könnte, den Mittelwert zu kennen.

von Peter R. (pnu)


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Natürlich ist bei einem zweipulsigen Gleichrichter der Faktor zwischen 
Gleichanteil und U:  0,9. Bei der Brücke ist es die Spannung der 
speisenden Trafowicklung, bei Zweiweg die Spannung einer Halbwicklung 
des speisenden Zweiweg-trafo.

von Peter R. (pnu)


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Der Mittelwert ist z.B. bei den elektolytisch arbeitenden 
Betriebsstundenzählern maßgebend. Da wird aus denm AC per Gleichrichter 
eine Halbwellenspannung erzeugt. Da per großem Vorwiderstand das 
ziemlich genau ein Halbwellenstrom im µA Bereich wird, entspricht die 
für die Anzeigesäule erzeutgt Hg-Menge ziemlich genau den mAh, die beim 
Betrieb entstehen.

von HildeK (Gast)


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Peter R. schrieb:
> elektolytisch arbeitenden Betriebsstundenzählern

Ok, jetzt verstehe ich auch, warum mir das bisher noch nicht begegnet 
ist. :-)
Danke nochmals für die Aufschlauung ...

von hinz (Gast)


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Peter R. schrieb:
> Mittelwert, Gleichspannungsanteil in der Halbwellenfolge 0,45xU
> erzeugt die Strommenge, mit der z.B. die Ah eines Ladevorgangs entstehen
> oder elektrochemische Umsetzungen verlaufen

Dieser Mittelwert des Stromes hat aber nichts mit dem Mittelwert von 
0,45xU zu tun.

von Roland L. (roland2)


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HildeK schrieb:
> Ich glaube, den
> braucht man auch gar nicht so oft, wahrscheinlich schon deshalb, weil
> man eine Gleichrichterschaltung ohne Siebkondensator äußert selten
> benötigt.

HildeK schrieb:
> ich hatte mich gerade gefragt, wozu es nützlich sein
> könnte, den Mittelwert zu kennen.

früher waren Einweggleichrichter mit Siebdrossel weit verbreitet.
bei denen kommt hinten der Mittelwert raus.

von hinz (Gast)


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Roland L. schrieb:
> früher waren Einweggleichrichter mit Siebdrossel weit verbreitet.
> bei denen kommt hinten der Mittelwert raus.

Jutta macht wohl keine Ausbildung als Paläotronikerin.

von Hp M. (nachtmix)


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Roland L. schrieb:
> früher waren Einweggleichrichter mit Siebdrossel weit verbreitet.
> bei denen kommt hinten der Mittelwert raus.

Ja, und deshalb begegnet einem dort bei Vollwellengleichrichtung der 
Faktor 0,9 für U_dc/U_rms bzw. 1,1 für die entsprechenden Ströme.
Das ist einfach der Unterschied, der sich bei der Mittelung der 
Momentanwerte des Sinus gegenüber der Mittelung der Quadrate der 
Momentanwerte ergibt.
Der Stromverlauf des Wechselstroms vor einem L-gefilterten 
Brückengleichrichter ist übrigens rechteckig.

Hier ist es eben wegen der Halbwellengleichrichtung eben nur die Hälfte 
jener 0,9.


P.S.:
Roland L. schrieb:
> früher waren Einweggleichrichter mit Siebdrossel weit verbreitet.

Nicht nur früher. Der Innenwiderstand von Gleichrichterschaltungen mit 
Siebdrossel ist viel geringer als mit Siebkondensatoren, die sind also 
von Natur aus "hart", und  sie nutzen den Trafo besser aus, weil es 
keine hohen Impulsströme gibt.
Außerdem trocknen Drosseln nicht aus sondern halten ewig.

Wegen der Vorteile der Siebdrossel verwenden auch die heutigen 
Schaltnetzteile sekundärseitig Siebdrossel, Das sind nur nicht mehr die 
dicken Eisenklötze.

: Bearbeitet durch User

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