Guten Tag!
Hab da ein Problem mit der Berechnung der Wirkleistung.
Aufgabenstellung: Berechnen Sie die in der Lastimpedanz Z2 in Wärme
umgesetzte Leistung PL?
Zwischen Z2 und C liegt eine Spitzenspannung von 0.8544V.
Ichh verstehe da die angegebene Lösung nicht!
Meine Formel sieht so aus:
PL = Ueff^2/(2*100 Ohm) = 3,57mW
Stimmt meine Berechnung so?
Ich muss doch hier nur den Realteil in Betracht ziehen oder?
könnte es vllt. daran liegen, dass die lösung die phasendrehung durch
den kondensator brücksichtigt... du hast zwar die spitzenspannung
angegeben, aber weißt doch nicht, ob die strom phasengleich liegt
falls ich falsch liege, sorry, hft ist lange her ;-)
Hab es mal in PSPICE eingegeben.
Im Probe habe ich mir mal den Spitzenstrom der durch R und C fließt
anzeigen lassen. Der Spitzengesamtstrom beträgt 6.84mA.
Ich kann doch dann den Effektivwert berechnen und anschließend mal 100
Ohm nehmen oder? Da komme ich auf 2.34mW. Verstehe ich nicht!
Vermutlich kann man das am einfachsten mit der Reflexionsdämfung
berechnen. Die angegebene Lösung kann ich im Moment auch nicht
nachvollziehen.
Wäre ein 50 Ohm-Abschluß am Ende der Leitung, dann würde darin die vom
Generator gelieferte Leistung abzüglich der Verluste im Kabel,
vollständig verbraten.
Für die Reihenschaltung Z2 und C kann man die Reflxionsdämpfung
berechnen, z. B. durch Eintrag in ein Smith-Diagramm.
Dieser Bruchteil wird reflektiert und im Kabel und
Generatorinnenwiderstand völlig in Wärme verwandelt, da beide 50 Ohm
haben.Mehrfachreflexionen sind nicht möglich.
Kann ich einfach diesen reflektierten Teil abziehen? Oder muß ich noch
irgendwelche Phasenlagen berücksichtigen, also komplex rechnen.
Hallo Christoph,
deine Anschauung finde ich viel zu kompliziert.
Fakt ist, dass eine Spannung von 0.8544V (Spitzenwert) zwischen Z2 und C
anliegt. Da interessiert mich doch nicht was vorher ist bzw. war. Ich
nehme nur die reine Reihenschaltung von Z2 und C. Oder liege ich da
jetzt total falsch?
Sind die 0,8544V ein Teil der Aufgabenstellung ?
Mir scheint das überbestimmt zu sein, die kann man aus den restlichen
Angaben irgendwie berechnen.
Verfügbare Leistung des Generators an einem 50 Ohm-Abschluß wäre
6V ( Spitzenwert?) also 6V/Wurzel(2) effektiv an 50 Ohm, P=U^2/R
davon 11 dB abziehen.
Reflexionsdämpfung geht irgendwie mit Z-ZL/(Z+ZL) hab die Formel nicht
im Kopf
und (1-reflektierte Leistung) bilden
Danke Christoph für deine Hilfe!
Aber mich verwirrt das ganze immer mehr.
Verwirrent ist auch noch, dass in der Lösung 0.8544V und 0.47V
herauskommen.
Warum 0.47V?
Û^2
P(gesamt) P(wirk) + P(imag)= ---------------------
2*(100 Ohm + 1/(jwc)
f = 100Mhz
C = 20pF
R = 100 Ohm
--> P(wirk) das ist dann der Wirkanteil von der Reihenschaltung.
Ich hab mal die Lösung angeschaut, die Punkte 2.1 bis 2.3 scheinen mit
50 Ohm-Abschluß gerechnet zu sein. 3V natürlich, da die andere Hälfte
der Urspannung schon am Innenwiderstand des Generators abfällt. Dann die
11dB abgezogen führt zu den 0,84..V alles noch für 50 Ohm
Abschlußwiderstand.
Jetzt den Reflexionsfaktor, wie ich sagte im Smithdiagramm eingetragen,
0,56 kommt also raus, ich glaube VSWR von 3 entspricht 0,5 also
"ziemlich schlechte Stehwelle".
Durch das verlustbehaftete Kabel wird das am Kabelanfang natürlich
besser, das wird hier am Schluß berechnet.
Wie war eigentlich die Aufgabenstellung?
Hier ist die Aufgabenstellung!
Fakt ist dass ich nicht auf 3,57mW komme sondern auf 2,179mW.
Ich denke dass das Ergebniss falsch ist.
Wie gesagt zwischen Z2 und C liegt eine Spitzenspannung von 0,8455V.
Mit dieser habe ich dann die Wirkleistung berechnet.
Stimmt das so??
die Spitzenspannung von 0,8455V gilt für einen Abschlußwiderstand von 50
Ohm, wenn ich die Lösung richtig verstehe.
Es wird hier mit Amplituden getrennt nach vorlaufender und rücklaufender
Welle gerechnet, mein "50 Ohm Abschluß" wären ja identisch damit, die
vorlaufende Welle benimmt sich immer so, als ob sie in einen Abschluß
oder ein unendlich langes Kabel laufen würde.
Ich denke auch, daß Punkt c) wichtig ist: Es wird die Spannungsamplitude
der vorwärtslaufenden Welle berechnet, nicht die Amplitude der sich
insgesamt einstellenden Spannungswelle !
Frag mich jetzt aber nicht, warum das so möglich ist, ich hätte die
resultierende Spannungsamplitude zur Berechnung der Wirkleistung
herangezogen...
Die Berechnung der Wirkleistung erfolgt einfach über die
Spannnungsteilerregel: Wirkleistung über PL ist UR^2 / R, UR ist
unbekannt und wird über Spannungsteiler mit UP berechnet.
P.S.: Wo bekommst Du die ganzen HF-Aufgaben her ?
Die Wirkleistung in Z2 ist einfach die vorlaufende Leistung, die in
einem 50 Ohm-Abschluß vollständig versumpft würde, mal dem
Reflexionsfaktor 0,56, der Rest läuft zurück und beheizt den
Innenwiderstand des Generators und das Kabel.
@Christoph:
Ja, ebendrum! Warum muß ich nicht erst die Spannungsamplitude der
vorlaufenden Welle mit dem Reflektionsfaktor multiplizieren (oder in
irgendeinen Zusammenhang setzten) ? Das müßte doch eigentlich die über
R+C abfallende Spannung ergeben, aus der ich dann die Wirkleistung
berechne ?
Die 0,8... V kommen ja gar nicht vollständig bei R+C an, sondern ein
Teil wird reflektiert.
Die nötigen Informationen über R und C sind im Reflexionsfaktor
enthalten (die 300 Grad sind unwichtig, der Betrag 0,56 reicht aus). Ich
denke, Vor- und rücklaufende Leistungen sind Wirkleistungen, dazu macht
man diese Aufspaltung.
ich seh gerade in der Lösung, die 0,56 beziehen sich auf die Spannung,
nicht auf die Leistung, es heißt ja auch VSWR voltage standing wave
ratio.
Also jetzt verstehe ich nix mehr!
Vielen Dank für die Unterstützung.
Kann ich nun mit den 0,8455V rechnen oder nicht.
Sind jetzt die 3,57Mw richtig oder die 2,17mW!
Kann ich dies jetzt so berechnen oder nicht?
(0,8455V)^2
P(Scheinleistung) = -------------------------
2 * (100 Ohm - j80 Ohm)
Daraus ergibt sich dann eine Wirkleistung und eine Blindleistung.
Die Wirkleistung ist dann: 2,17mW
Kann mir niemand zu meinem Problem eine konkrete Lösung zeigen?
Kann ich die Spannung 0.8455V zwischen R und C auch für die Berechnung
der Wirkleistung verwenden?
Schaltung.JPG
(64 KB)
