Invertierende Verstärkerschaltung

Jannik K. schrieb:

2.67V

Das scheint jedoch nicht richtig zu sein

Wenn man auf eine Nachkommastelle rundet, wären es -2.7V und nicht -2.6

Jannik K. schrieb:

Das scheint jedoch nicht richtig zu sein.

Richtig, das ist nicht richtig ;-)

Kann es sein das der Wert +-12V in der Aufgabenstellung noch eine Rolle spielt?

Nee. Aber der Spannungsteiler, mit dem du da rumrechnest, ist durch R3 belastet. Das hast du nicht beruecksichtigt.

Gruss WK

Edit: Boah - und da steht echt "gespiesen" in der Aufgabenstellung?

Aber der Spannungsteiler, mit dem du da rumrechnest, ist durch R3 belastet. Das hast du nicht beruecksichtigt.

Ah stimmt, das heisst in diesem Fall das über dem Widerstand R2, respektive dem invertierenden Verstärker 2V anliegen. Somit stimmt dann auch das Endresultat von Uout = -2V

Edit: Boah - und da steht echt "gespiesen" in der Aufgabenstellung?

Ja das ist eine Aufgabe von einer Übungsabschlussprüfung, die bauen immer mit Absicht Mist ein um dich zu verwirren.

Danke für die schnelle Antwort!

Dergute W. schrieb:

Boah - und da steht echt "gespiesen" in der Aufgabenstellung?

weiss, Grüsse, gespiesen -> Schweiz

Das ist völlig in Ordnung.

Jannik K. schrieb:

Ja das ist eine Aufgabe von einer Übungsabschlussprüfung, die bauen immer mit Absicht Mist ein um dich zu verwirren.

Hoffentlich kommt es dadurch nicht zu einem Unterbruch bei der Lösung der Aufgabe ;-)

Der OPV versucht die Spannung am Knoten R3/R4/OPV- auf OPV+ Potential zu halten. Das OPV+ liegt auf GND. Damit liegt R3 parallel zu R2!

Jannik K. schrieb:

Ja das ist eine Aufgabe von einer Übungsabschlussprüfung, die bauen immer mit Absicht Mist ein um dich zu verwirren.

Verwirren? Es soll doch nur die Grundlage abgeprüft werden, ob du auch weißt, dass ein Spannungsteiler als Ersatzquelle mit Innenwiderstand dargestellt werden kann: Ur2 = Ug * R2 / (R1 + R2) und dem Innnenwiderstand Ri = R1 || R2.

Verwirrend ist eher, dass du auf eine Stelle runden sollst und das Ergebnis eh schon -2.00V ist und du dich fragst, was es da noch zu Runden gibt ...

Klaus H. schrieb:

Jannik K. schrieb:

Ja das ist eine Aufgabe von einer Übungsabschlussprüfung, die bauen immer mit Absicht Mist ein um dich zu verwirren.

Verwirren? Es soll doch nur die Grundlage abgeprüft werden, ob du auch weißt, dass ein Spannungsteiler als Ersatzquelle mit Innenwiderstand dargestellt werden kann: Ur2 = Ug * R2 / (R1 + R2) und dem Innnenwiderstand Ri = R1 || R2.

Verwirrend ist eher, dass du auf eine Stelle runden sollst und das Ergebnis eh schon -2.00V ist und du dich fragst, was es da noch zu Runden gibt ...

Es geht aber noch einfacher.

+In des OPV liegt auf GND. Folglich liegt -IN des OPV ebenfalls auf dem Potential von GND. Somit sind R2 und R3 praktisch parallel geschaltet Die Parallelschaltung von 10k//10k ergeben 5K. Wir haben somit einen Spannungsteiler 5K <-> 5K. Am Knoten von R1,R2,R3 liegt somit U/2 = 2V.

Da der OPV invertiert hat Uout = -2V.

Der Sinn der Aufgabe war bei dieser Schaltung zu erkennen das an -IN ein virtueller Massepunkt liegt.

Entschuldigt. Ich wollte nur ein Bild hochladen. Ich bekam aber nach dem Laden eines Bildes keine Rückmeldung, wie sonst üblich. Blöder Fehler. mfg Klaus

Klaus R. schrieb:

Es geht aber noch einfacher.

Ja sicher. Deine genannte Betrachtung hat Gerald K. schon genannt. Irgendwas muss der Proband erkenne, je nachdem was, ist es schnell oder etwas aufwändiger zu lösen. Viele Wege führen nach Rom ...😀

Hallo Klaus, hatte ich glatt überlesen. Wer diese Zusammenhänge früh versteht, der erleichtert sich einiges. mfg Klaus

Dergute W. schrieb:

Boah - und da steht echt "gespiesen" in der Aufgabenstellung?

In einigen deutschsprachigen Regionen ist das durchaus korrektes Deutsch.

Harald W. schrieb:

Dergute W. schrieb:

Boah - und da steht echt "gespiesen" in der Aufgabenstellung?

In einigen deutschsprachigen Regionen ist das durchaus korrektes Deutsch.

Und anderswo wird es scherzhaft verwendet, etwa wie "abgelitten".

Percy N. schrieb:

etwa wie "abgelitten".

...oder zum Standesamt geschliffen.

Harald W. schrieb:

In einigen deutschsprachigen Regionen ist das durchaus korrektes Deutsch.

Auch bei ihm:

https://www.zdf.de/nachrichten/zdfspezial/zdf-spezial---staudamm-zerstoert-----neue-dimension-im-krieg-gegen-die-ukraine-clip-4-100.html

Dort werden große landwirtschaftluche Gebiete aus Kanälen "gespiesen".

Enrico E. schrieb:

..oder zum Standesamt geschliffen.

Geht ja noch. Schlimm wird es, wenn allen Ernstes von "gestriffen" die,Rede ist.

Percy N. schrieb:

Harald W. schrieb:

In einigen deutschsprachigen Regionen ist das durchaus korrektes Deutsch.

Auch bei ihm:

https://www.zdf.de/nachrichten/zdfspezial/zdf-spezial---staudamm-zerstoert-----neue-dimension-im-krieg-gegen-die-ukraine-clip-4-100.html

Dort werden große landwirtschaftluche Gebiete aus Kanälen "gespiesen".

Enrico E. schrieb:

..oder zum Standesamt geschliffen.

Geht ja noch. Schlimm wird es, wenn allen Ernstes von "gestriffen" die,Rede ist.

Dazu noch all die Zeitgenossen, die nicht einsehen wollen, dass das,Perfekt von "hängen" ke bachdem, ob es intransitiv ider transitiv verwendet wird, "gehängt" bzw "gehangen" heißt.

Percy N. schrieb:

Schlimm wird es, wenn allen Ernstes von "gestriffen" die,Rede ist.

.... oder hier an einen Beitrag ein Anhang "angehangen" wird.

Angehangen, angeschalten, aufgebauen, aufgezeichnen, eingekaufen, frisch gewachsen, angeschrauben, angeleuchten, angekleben ....

Wastl schrieb:

Angehangen, angeschalten, aufgebauen, aufgezeichnen, eingekaufen, frisch gewachsen, angeschrauben, angeleuchten, angekleben ....

Ich habe die Vermutung, dass das aus Sachsen/Thüringen stammt. Bezeichnender Weise fehlt in Deiner Aufzählung das schöne "gespalten", was nahezu pberall akzeptiert wird, nschdem der Erzgebirgler Karl May seine Bösewichtel "mit gespaltener Zunge reden" ließ.

All das ist das Werk der "Gesellschaft zur Stärkung der Verben"

Klaus R. schrieb:

Wer diese Zusammenhänge früh versteht, der erleichtert sich einiges.

Völlig richtig. Das gilt aber genauso für das Ersatzschaltbild bzw. Innenwiderstand eines Spannungsteilers. Ich denke, das begegnet einem noch häufiger auch an anderen Stellen.

Man muss nicht immer die schnelle Lösung sofort sehen; wichtig ist, dass man alle Feinheiten erkennt (hier die Belastung durch R3) und sich zu helfen weiß.

Klaus R. schrieb im Beitrag #7428667: Wir haben somit einen

Spannungsteiler 5K <-> 5K. Am Knoten von R1,R2,R3 liegt somit U/2 = 2V.

Da der OPV invertiert hat Uout = -2V.

Jetzt mal wieder zurück zur Technik (Wenn´s denn erlaubt ist und interessiert):

Frage: Die Spannung an dem Knoten wird mit 2V ja nun aber nicht niederohmig (als ideale Spannungsquelle) angeboten. Wieso ist das Ergebnis trotzdem richtig? Also das gleiche Ergebnis wie für eine (ideale) Signalquelle mit 2V ? Das rückgekoppelte Signal "sieht" in beiden Fällen doch ein unterschiedliches Netzwerk, oder? Da gibt es nämlich ein - zwar oft (wie auch hier) angewendetes - Gesetz, welches aber nahezu unbekannt ist.

Frage an ChatGPT:

Folgende Schaltung: R1 (5k) liegt mit einem Ende an +4V. Das andere Ende bildet mit R2 (10k) einen Spannungsteiler gegen Masse. An diesen Spannungsteiler ist über R3 (10k) ein OPV mit seinem invertierenden Eingang angeschlossen. Der nichinvertierende Eingang lieht auf Masse. Der invertierenden Eingang ist über den Widerstand mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden. Welche Spannung gibt der Operationsverstärker an seinem Ausgang aus?

ChatGPT erster Anlauf:

Um die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers zu bestimmen, müssen wir die Spannungsteiler-Regel verwenden.

Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers liegt auf Masse, was bedeutet, dass die Spannung an diesem Eingang 0V beträgt.

Die Spannung am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers kann mithilfe des Spannungsteilers berechnet werden. Der Spannungsteiler besteht aus R1 (5k) und R2 (10k). Die Gesamtimpedanz des Spannungsteilers beträgt 5k + 10k = 15k.

Da ein Ende von R1 mit +4V verbunden ist, beträgt die Spannung über R1:

V_R1 = R1/(R1+R2) * V_in = 5k/(5k+10k) * 4V = 1/3 * 4V = 4/3 V

Da der invertierende Eingang des Operationsverstärkers über R3 (10k) mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden ist, beträgt die Spannung am invertierenden Eingang auch die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers.

Daher beträgt die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers:

V_out = V_in - V_R1 = 4V - (4/3)V = 8/3V

Die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers beträgt also 8/3V.

Ist nicht ganz richtig da R3 (10k) den Spannungsteiler belastet.

Um die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers zu bestimmen, müssen wir die Spannungsteiler-Regel verwenden.

Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers liegt auf Masse, was bedeutet, dass die Spannung an diesem Eingang 0V beträgt.

Die Spannung am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers kann mithilfe des Spannungsteilers berechnet werden. Der Spannungsteiler besteht aus R1 (5k) und R2 (10k). Die Gesamtimpedanz des Spannungsteilers beträgt 5k + 10k = 15k.

Da ein Ende von R1 mit +4V verbunden ist, beträgt die Spannung über R1:

V_R1 = R1/(R1+R2) * V_in = 5k/(5k+10k) * 4V = 1/3 * 4V = 4/3 V

Da der invertierende Eingang des Operationsverstärkers über R3 (10k) mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden ist, beträgt die Spannung am invertierenden Eingang auch die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers.

Daher beträgt die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers:

V_out = V_in - V_R1 = 4V - (4/3)V = 8/3V

Die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers beträgt also 8/3V.

Einwände meinerseits:

Ist nicht ganz richtig da R3 (10k) den Spannungsteiler belastet.

ChatGPT zweiter Anlauf:

Es tut mir leid für das Missverständnis. Sie haben recht, R3 (10k) belastet den Spannungsteiler und beeinflusst die Berechnung.

Um die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers korrekt zu bestimmen, müssen wir den Spannungsteiler unter Berücksichtigung von R3 neu berechnen.

Die Gesamtimpedanz des Spannungsteilers wird nun zu R1 + R2 || R3, wobei "||" die Parallelschaltung bedeutet.

R2 || R3 = (R2 * R3) / (R2 + R3)

Gesamtimpedanz = R1 + (R2 || R3)

Gesamtimpedanz = 5k + ((10k * 10k) / (10k + 10k))

Gesamtimpedanz = 5k + (100k / 20k)

Gesamtimpedanz = 5k + 5k

Gesamtimpedanz = 10k

Jetzt können wir die Spannung am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers berechnen:

V_R1 = R1 / (Gesamtimpedanz) * V_in = 5k / 10k * 4V = 2V

Da der invertierende Eingang des Operationsverstärkers über R3 (10k) mit dem Ausgang des Operationsverstärkers verbunden ist, beträgt die Spannung am invertierenden Eingang auch die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers.

Daher beträgt die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers:

V_out = V_in - V_R1 = 4V - 2V = 2V

Die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers beträgt also 2V. Entschuldigen Sie bitte die vorherige inkorrekte Antwort.

Nach dem zweiten Anlauf schafft ChatGPT das richtige Ergebnis.

H. H. schrieb:

Gerald K. schrieb:

Frage an ChatGPT:

Und was sagt Radio Eriwan?

Schon probiert?

Ich finde es ist ein gute Leistung. Bei dieser Aufgabe würde ein Großteil der Menschen scheitern.

Lutz V. schrieb:

Frage: Die Spannung an dem Knoten wird mit 2V ja nun aber nicht niederohmig (als ideale Spannungsquelle) angeboten. Wieso ist das Ergebnis trotzdem richtig?

Der Teilerknoten liefert im Leerlauf 4V * 10k/15k = 2.6667V. Der Teilerknoten hat einen Innenwiderstand von Ri = 10k || 5k = 3.333k Dieser Innenwiderstand muss zu R3 dazu addiert werden und die Ausgangsspannung wird dann zu 2.6667V * 10k [R4] / (10k [R3] + 3.333k [Ri]).

Also das gleiche Ergebnis wie für eine (ideale) Signalquelle mit 2V ? Das rückgekoppelte Signal "sieht" in beiden Fällen doch ein unterschiedliches Netzwerk, oder?

Es ist natürlich das selbe Netzwerk, niemand ändert was daran. Es ist nur eine andere Betrachtungsweise: Dort muss, da der invertierte Eingang auf 0V liegt, auch der untere Anschluss von R3 auf 0V gebracht werden. Damit dies passiert, muss der Ausgang auf -2V gehen.

Lass den OPA weg, nimm statt dem Ausgang eine Quelle mit -2V auf R4 und rechne das mal durch:

1

         .-------.

2

         |       |

3

         |      .-.

4

         |      | |

5

     +4V |      | | 5k

6

         |      '-'

7

         -       |

8

        ---      o----------.

9

         |       |          |

10

         |      .-.        .-.

11

         |      | |        | |

12

         |      | | 10k    | | 10k

13

         |      '-'        '-'

14

         |       |          |

15

         |       |          o-- Ua so wählen, dass hier 0V liegen

16

         |       |          |

17

      0V '-------o----------)-------. 0V

18

                            |       |

19

                           .-.      |

20

                           | |      -

21

                       10k | |     --- 

22

                           '-'      |  Ua?

23

                            |       | 

24

                            '-------'

Klaus H. schrieb:

Lass den OPA weg, nimm statt dem Ausgang eine Quelle mit -2V auf R4 und rechne das mal durch: .-------.

Ich hab mich wohl nicht deutlich genug ausgedrückt, denn ich will das Ergebnis (-2V) ja nun überhaupt nicht in Frage stellen. Mir ging es um die anschauliche Erklärung. Denn ich weiß und habe erlebt, dass manche durchaus Probleme mit dieser Aufgabe haben - gerade WEIL sie (fälschlicherweise ) meinen, dass diese 2V am Knoten eben nicht "nur" mit "-1" verstärkt werden, da diese Spannung ja nicht von einer idealen Quelle zur Verfügung gestellt wird. Ich wollte diese Aufgabe einfach mal als Anlass dafür nehmen, an das SUBSTITUTIONSTHEOREM zu erinnern, welches hier zur Anwendung kommt - ohne lange Rechnung. Kurzform: Die Impedanz eines Zweiges "k" mit der Zweigspannung Uk (oder Zweigstrom Ik) in einem Netzwerk kann ersetzt werden durch eine unabhängige Quelle Uk (bzw. Ik), ohne dass sich an der Strom-/Spannungsverteilung innerhalb des Netzwerks etwas ändert. Voraussetzung: Das System hat genau eine Lösung für die Strom-/Spannungsverteilung.

Gerald K. schrieb:

Die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers beträgt also 2V. Entschuldigen Sie bitte die vorherige inkorrekte Antwort.

Nach dem zweiten Anlauf schafft ChatGPT das richtige Ergebnis.

Nein, das richtige Ergebnis ist -2V (das Vorzeichen ist entscheidend).

Mit der Begründung, die ChatGPT hier liefert, hätte jeder invertierende Verstärker unabhängig von der Dimensionierung des Eingangs- und des Gegenkopplungswiderstands die Verstärkung +1, was natürlich falsch ist.

Einzig die Berechnung des Spannungsteilers ist korrekt, was ja schon einmal ein guter Anfang ist :)

H. H. schrieb:

Gerald K. schrieb:

Frage an ChatGPT:

Und was sagt Radio Eriwan?

Im Pronzip ja.

So ist das mit chatgpt, es ist hauptsächlich Blendwerk.

Heinrich K. schrieb:

So ist das mit chatgpt, es ist hauptsächlich Blendwerk.

Es heißt ja schließlich "ChatGPT" und nicht "AnalyseCircuitsGPT". Auch wenn das Tool z.T. sehr beeindruckende Fähigkeiten hat, ist der Weg zur allumfassenden eierlegenden Wollmilchsau noch weit.

Heinrich K. schrieb:

So ist das mit chatgpt, es ist hauptsächlich Blendwerk.

Das Problem ist der Brustton der Überzeugung in dem Text, egal wie falsch er ist. Beide Antworten waren letzlich falsch wie es Fachleute schnell erkennen. Wenn mir ein Mensch das erzählen würde, dann bezeichne ich den schnell als "Schwätzer" und nehme ihn nicht weiter ernst. Keine Ahnung haben aber einen möglichst kompetenten Ausdruck hinterlassen, das braucht man nicht ... Jetzt gibt es natürlich in der Welt beliebig viele Themen, von denen ich keine oder wenig Ahnung habe und dann dazu, ohne es zu wissen, auf ChatGPT-Aussagen stoße. Die sehen oberflächlich dann logisch und richtig aus, sind es aber letztlich nicht. Da sehe ich eine große Gefahr. Fachleute müssen dazu niemand fragen und die, die es tun müssen und dazu ChatGPT nutzen, können die Fehler nicht erkennen.

Yalu X. schrieb:

Es heißt ja schließlich "ChatGPT" und nicht "AnalyseCircuitsGPT".

Richtig. Chatten ist rumlabern. Aber dann sollte es auch keine Schaltungen berechnen und so tun, als sei das ein Kompetenzgebiet.

Klaus H. schrieb:

Das Problem ist der Brustton der Überzeugung in dem Text, egal wie falsch er ist. Beide Antworten waren letzlich falsch wie es Fachleute schnell erkennen.

Damit taugt es schon einmal hervorragend zur Begründung einer Religion. Innere Widersprüche sind in dem Bereich unverzichtbar!

Wenn mir ein Mensch das erzählen würde, dann bezeichne ich den schnell als "Schwätzer" und nehme ihn nicht weiter ernst. Keine Ahnung haben aber einen möglichst kompetenten Ausdruck hinterlassen, das braucht man nicht ...

Oh, oh, solche Äußerungen endeten schon mal in einem Feeudenfeuer mut dem Ehrengast in der Mitte!

H. H. schrieb:

Dein Niveau ist wohl ehr ELIZA.

Oh, oh, hhinz in gewohnt überheblicher Manier. Dieser Zustand kann geschwind korrigiert werden. Es heisst "eher" im Deutschen, nicht "ehr". Deine Eliza-Floskel wirkt durch die häufige Verwendung auch schon abgedroschen.

Percy N. schrieb:

Oh, oh, solche Äußerungen endeten schon mal in einem Feeudenfeuer mut dem Ehrengast in der Mitte!

Ich äußere das nur 'intern' - in meinen Gedanken. Extern nehme ich halt passiv Abstand von Konversationen mit solchen Personen.

Stefan F. schrieb:

Genau so geht es mir mit ChatGPT. Anfangs war ich begeistert, jetzt nutze ich es nicht mehr. Außer zur Unterhaltung, wenn ich Langeweile habe.

ChatGPT ist ein G'schichtldrucker. Wissenlücken werden geschickt mit erfundenen Text gefüllt.

Gerald K. schrieb:

ChatGPT ist ein G'schichtldrucker.

Auch wenn wir schon weit Off-Topic sind: Ja, das ist der richtige Ausdruck. Ich kann mir auch noch vorstellen, dass es einen vorgegebenen, aber etwas holprig formulierten Text verbessern kann ohne den Sinn zu entstellen. Oder eben Märchen erfinden; da darf die Phantasie sich frei entfalten 😉. Gefährlich sind, wie schon gesagt, die ausführlichen Antworten auf einfache Fragen, die zwar elegant formuliert ausgegeben werden aber inhaltlich schlicht falsch sind.

Klaus H. schrieb:

Gefährlich sind, wie schon gesagt, die ausführlichen Antworten auf einfache Fragen, die zwar elegant formuliert ausgegeben werden aber inhaltlich schlicht falsch sind.

ChatGPT ist eben auch "nur ein Mensch", denn Ähnliche Reaktionen auf Fragen - wie gesagt: Reaktionen, keine Antworten - kann man des öfteren auch von "warm bodies" erleben.