Hallo zusammen,
mir ist folgendes bei einer B2U Schaltung noch nicht ganz klar:
Wozu wird die Schaltung mit Mittelwert und Effektivwert berechnet? Ich
meine ich weiss zwar was diese besagen, aber nicht wofür mir das
nützlich seien könnte.
Sorry wenn das jetzt trollig und blöd klingt, aber ich versuche das zu
verstehen. Die Beispiele in den Lehrbüchern zeigen nur dass man dies
berechnen soll, aber leider nicht wofür man dies benutzt.
Leienhaft würde ich sagen, dass wenn ich jetzt die Leistung an der Last
berechnen wollen würde, müsste ich dann mit dem Effektivwert rechnen.
Wozu dann aber noch der Mittelwert?
Wie schon richtig gesagt, ist der Effektivwert ein Maß für die
Leistungsabgabe an eine Last. Den Mittelwert benötigt man für viele
Anwendungen in der Messtechnik. Gibt man auf ein "altes"
Drehspulinstrument z.B. einen schwankenden Gleichstrom, so zeigte dieses
den Mittelwert an, ein Dreheiseninstrument dagegen den Effektivwert. Bei
Digitalinstrumenten gibt es beide Varianten, da muss man wissen, was das
jeweilige Instrument macht ("true RMS" oder was sonst).
Ein Beispiel: Wenn man mit einer Klappe einen Luftkanal mehr oder
weniger verschließt und die Größe der Öffnung in ein elektrisches Signal
umwandelt, so sagt der Mittelwert aus, wie groß der freie Querschnitt
"im Mittel" über längere Zeit geöffnet war. So kann man auch die
mittlere Wassermenge, die in ein kleines Wasserkraftwerk geflossen ist,
überschlägig ermitteln. Mehr oder bessere Beispiele fallen mir so
schnell jetzt nicht ein, aber diese zeigen vielleicht die Richtung.
Günni schrieb:> Ein Beispiel: Wenn man mit einer Klappe einen Luftkanal mehr oder> weniger verschließt und die Größe der Öffnung in ein elektrisches Signal> umwandelt, so sagt der Mittelwert aus, wie groß der freie Querschnitt> "im Mittel" über längere Zeit geöffnet war. So kann man auch die> mittlere Wassermenge, die in ein kleines Wasserkraftwerk geflossen ist,> überschlägig ermitteln.
Ganz pöses Glatteis. Die Durchflussmenge ist bestimmt nicht proportional
zum Querschnitt und damit auch nicht proportional zum Mittelwert.
Durch diese Rechnung macht dir das sich ausbildende Strömungsprofil
einen ganz gewaltigen Strich.
Günni schrieb:> Wie schon richtig gesagt, ist der Effektivwert ein Maß für die> Leistungsabgabe an eine Last. Den Mittelwert benötigt man für viele> Anwendungen in der Messtechnik.
Ausserdem ist er das Maß für die Stromstärke, mit der ein einfaches
Ladegerät (nur Trafo plus Gleichrichter) einen Akku auflädt.
Diebo schrieb:> Wozu wird die Schaltung mit Mittelwert und Effektivwert berechnet? Ich> meine ich weiss zwar was diese besagen, aber nicht wofür mir das> nützlich seien könnte.
Andersrum ist es vielleicht naheliegender.
Du brauchst für Anwendung XY einen bestimmten Mittelwert oder
Effektivwert am Ausgang deines Gleichrichters und willst wissen, welche
Wechselspannung du dazu am Eingang anlegen musst.
Dazu musst du den Zusammenhang kennen.
ok schrieb:> Diebo schrieb:>> Wozu wird die Schaltung mit Mittelwert und Effektivwert berechnet? Ich>> meine ich weiss zwar was diese besagen, aber nicht wofür mir das>> nützlich seien könnte.>> Andersrum ist es vielleicht naheliegender.>> Du brauchst für Anwendung XY einen bestimmten Mittelwert oder> Effektivwert am Ausgang deines Gleichrichters und willst wissen, welche> Wechselspannung du dazu am Eingang anlegen musst.>> Dazu musst du den Zusammenhang kennen.
Das klingt schonmal einleuchtend. Hättest du zwei Beispiele? Was mir
noch nicht einleuchtet, ist dass nach der Gleichrichtung ja die Glättung
erfolgt. Folglich habe ich doch keinen Effektivwert mehr, sondern
nurnoch eine Gleichspannung mit leichten Rippeln.
Für den Kondensator könnte ich mir vorstellen, dass die Spitzenspannung
relevant ist und für die Last die Gleichspannung bzw. Effektivwert.
Ich denke mal hier sind ehr die Ströme und nicht die Spannungen gemeint.
Ein Gleichrichter mit Siebkondensator zieht imemr nur kurze
Stromspitzen. Wenn auf der Gleichstromseite ein Mittelwert von 1A fliest
dann ist der Effektivwert der den Trafo heizt ehr 1,5 bis 2A
Hallo
ich glaube zu verstehen worin dein "Problem" liegt.
Du scheinst augenblicklich mehr oder weniger "nur" die Gleichrichtung
von Sinuswechselspannung welche von einen Trafo bereitgestellt wird zu
kennen, und das wohl auch noch auf die klassischen 50Hz Trafos bezogen.
Daher ist deine Frage bzw. Verwirrung absolut nachvollziehbar.
Es gibt aber noch viel mehr wo Mittelwert, Effektivwert und sogar noch
einiges mehr relevant wird - was du wohl aber noch nicht kennst.
Das ist leider ein generelles Problem was nicht nur in der E-Technik
sondern auch in der Mathematik und oft auch in Lehrbüchern ganz
allgemein existiert.
Es wird einen erstmal viel beigebracht, bei den man sich fragt:
Wieso, warum, wofür bracht man das ?
Die Erklärungen und praktischen Anwendungen kommen öfter viel später -
im schlimmsten Falle hat man bis dahin sogar die Grundlagen vergessen,
weil zu viel anderes dazwischen gequetscht wurde und man froh war das
der "komische Kram" abgehandelt ist (leider eben nicht...) zumindest war
es bei mir so im Schulfach Mathematik...eine böse Falle.
Leider geht es kaum anders, man muss halt die theoretische Grundlagen
vorher beherrschen um sie oft erst viel später und in Zusammenhang mit
weiter, wesentlich tiefer gehenden Gegebenheiten dann praktisch und
sinnvoll (eben nicht als scheinbar reinen Selbstzweck der gefühlt nur
der Quälerei dient) zu kombinieren.
Das stellt für so einige (einen kenne ich sehr genau) tatsächlich ein
Riesen Problem dahinter, leider wüsste ich auch nicht wie komplexe
Themenbereiche wo alles aufeinander aufbaut besser und praxisrelevanter
vermittelt werden könnte.
Das zu verstehen und hinzunehmen und sich selbst nicht ins aus zu
manövrieren ist wohl das was mit Lernen lernen gemeint ist.
Tja wie gesagt: Absolut nicht zufriedenstellend und störend, aber es
geht wohl nicht anders -Leider !-
Praktiker
Also ich habe mich die Nacht einmal durchgelesen.
Die Gleichspannung welche am Verbraucher anliegt, ist der arithmetische
Mittelwert. Den kann man auf zwei Weisen berechnen:
1. 0,637 x Trafo-Ausgangsspannung (Spitzenwert)
oder
2. 0,9 x Trafo-Ausgangsspannung (Effektivwert)
Mein Problem war, dass ich Spitzen- und Effektivwert nicht unterschieden
habe, weil einfach überall die Bezeichnungen anders sind und ich dann
ratlos war.
Diebo schrieb:> Also ich habe mich die Nacht einmal durchgelesen.>> Die Gleichspannung welche am Verbraucher anliegt, ist der arithmetische> Mittelwert. Den kann man auf zwei Weisen berechnen:>> 1. 0,637 x Trafo-Ausgangsspannung (Spitzenwert)>> oder>> 2. 0,9 x Trafo-Ausgangsspannung (Effektivwert)>> Mein Problem war, dass ich Spitzen- und Effektivwert nicht unterschieden> habe, weil einfach überall die Bezeichnungen anders sind und ich dann> ratlos war.
Bei einem Sinussignal!
> Leienhaft würde ich sagen, dass wenn ich jetzt die Leistung an der> Last berechnen wollen würde, müsste ich dann mit dem Effektivwert> rechnen.> Wozu dann aber noch der Mittelwert?
Wird mit dem Strom eine Galvanik betrieben oder eine Batterie geladen,
ist der arithmetische Mittelwert relevant.
Vielleicht wirklich mal ein Beispiel:
-Wenn ich den Strom über einen Widerstand schicke oder über einen Draht,
dann interessiert mich der Effektivwert.
-Wenn ich den Strom über eine Diode oder durch einen IGBT schicke,
interessiert mich mehr der Mittelwert, da der Spannungsabfall dort nur
wenig von der Spannung abhängt.
-Wenn ich einen Kondensator oder eine Batterie lade, interessiert mich
auch der Mittelwert.
-Wenn der Strom durch ein Drehspulinstrument fließt, wird auch der
Mittelwert angezeigt.
Jörg B. schrieb:> -Wenn der Strom durch ein Drehspulinstrument fließt, wird auch der> Mittelwert angezeigt.
Allerdings wird die Skala meist so beschriftet, das sie bei Sinus
Effektivwerte anzeigt.
> -Wenn der Strom durch ein Drehspulinstrument fließt, wird auch der> Mittelwert angezeigt.> Allerdings wird die Skala meist so beschriftet, das sie bei Sinus> Effektivwerte anzeigt.
Bei (den meisten) Messinstrumenten, die den DC-Strom anzeigen (sollen),
ist die Skala 1 zu 1 abgebildet.
Den Einfluss des ggf. vorhandenen 'Formfaktors' kann unsereins kaum
überblicken.
Das beherrschen nur wirkliche Koryphäen,
wie z.B. Baerbock, Hofreiter & Co. ... SCNR
Der Mittelwert ist für Magnetfelder wichtig. z.B. bei einem
Elektromagnet ist für die Hubkraft der Mittelwert entscheidend.
Auch bei chemischen Vorgängen wie bei der Galvanik, der H2-Erzeugung
oder beim Laden eines Akku ist der Mittelwert die bestimmende Größe.
Der Effektivwert spielt bei der Erwärmung eine große Rolle. Natürlich
beim Heizen, aber auch bei der Frage der Belastbarkeit von Halbleitern,
Trafos und allen andren Maschinen.
Peter R. schrieb:> Auch bei chemischen Vorgängen wie bei der Galvanik, der H2-Erzeugung> oder beim Laden eines Akku ist der Mittelwert die bestimmende Größe.
Es ist zwar schon alles gesagt, aber noch nicht von allen. :-(
nochmal anders erklärt:
Bei chemischen Vorgängen spielt es eine Rolle, wieviele Atome mit
Plus-Ladung (z.B. Cu-Ionen) in normale Atome (Cu) umgewandelt werden.
Bei wechselnder Stärke des Stroms kommt es letzten Endes insgesamt
darauf an, wieviele Ionen umgewandelt sind, was man z.B in As oder in Ah
angeben kann.
Auch beim Magnetfeld ist die Kraft proportionalzur Stärke des Stroms.
bei einem Drehspulinstrument kommt es bei etwas wechselnder Stärke des
Stroms drauf an, wie groß der Mittelwert des Drehmoments der Spule ist.
Beim Erwärmen eines Widerstands hängt aber die Wärmeerzeugung mit dem
Quadrat des Stromes zusammen. Und der aus dem i²(t) gemittelte Wert ist
halt der Effektivwert.
einfaches? Zahlenbeispiel: Für eine sec fließt ein Strom von 3A für
weitere 2sec ist Pause.
Die Zahl der dabei transportierten Elektronen entspricht dann 3As also
der Gesamtmenge innerhalb der kompletten 3s.
In einem Widerstand von 1Ohm entsteht durch den Impulsstrom zunächst
eine Leistung von 9W 1sec lang, dann is 2s Pause. In 3s also 9Ws Energie
Mit Gleichstrom erzeugt man die 9Ws innerhalb der 3s mit 3W.
Aber für 9Ws Arbeit(Wärme) braucht man bei DC 1,7...A nämlich 1,7A(3W)
für 3sec.
Der 1:3 Impulsstrom hat also 1A Mittelwert.
Er erwärmt aber den Widerstand wie 1,7...A Gleichstrom (Effektivwert).
