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Kondensator
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sst-net
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Anmeldungsdatum: 30.12.2007
Beiträge: 136

BeitragVerfasst am: 23 Apr 2009 - 21:33:17    Titel: Kondensator

Hallo zusammen,

bin ein Neuling auf diesem Gebiet.
Hab hier eine Aufgabe weiß aber nicht recht wie ich anfangen soll.

Die Aufgabe lautet wie folgt: Wie groß ist die Spannung U, wenn der Schalter an der Stelle t3 geöffnet und in Mittelstellung gebracht wird?
Und wie groß ist die Stromstärke I(t) an dieser Stelle, bevor sie auf Null geht.

Daten: Uo=10 V , Ri=100Ohm , C=1μF
Re=10Ohm , to=0, t1=150μF
t3-t2= 12 μF

Hab da schon alles mögliche ausprobiert aber ich bekomme irgendwie keinen richtigen Ansatz hin.
Rattatuii
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Anmeldungsdatum: 01.06.2006
Beiträge: 457

BeitragVerfasst am: 23 Apr 2009 - 21:51:40    Titel: Re: Kondensator

[quote="sst-net"]
Hallo zusammen,

bin ein Neuling auf diesem Gebiet.
Hab hier eine Aufgabe weiß aber nicht recht wie ich anfangen soll.

Die Aufgabe lautet wie folgt: Wie groß ist die Spannung U, wenn der Schalter an der Stelle t3 geöffnet und in Mittelstellung gebracht wird?
Und wie groß ist die Stromstärke I(t) an dieser Stelle, bevor sie auf Null geht.

Daten: Uo=10 V , Ri=100Ohm , C=1μF
Re=10Ohm , to=0, t1=150μF
t3-t2= 12 μF

Hab da schon alles mögliche ausprobiert aber ich bekomme irgendwie keinen richtigen Ansatz hin.
[/quote]

Wenn man das so ließt, bekommt man richtig Lust sich mit deinem Problem zu beschäftigen...
Man ey. Kannst du bitte mal ganz sachlich und vor allem verständlich darstellen was U sein soll? Denk doch bitte mal ein bischen nach bevor du postest. Seit wann haben Konstanten/Variablen t die Einheit F ??? Wie sieht die Schaltung aus...? Mir wärs peinlich.....
sst-net
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Anmeldungsdatum: 30.12.2007
Beiträge: 136

BeitragVerfasst am: 23 Apr 2009 - 22:02:46    Titel:

Sorry das war ein schreib Fehler meinte natürlich t1=150μs bzw. t3-t2=12μs.

Die Schaltung ist wie folgt aufgebaut. Es gibt ein Spannungsquelle Uo sowie ein Ri. Und einen RE der über den Schalten in Mittelstellung verbunden ist. Und natürlich noch der Kondensator
sst-net
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Anmeldungsdatum: 30.12.2007
Beiträge: 136

BeitragVerfasst am: 23 Apr 2009 - 22:22:32    Titel:

Gesucht ist U3 und I3.

Ich bin bis jetzt so vorgegangen das ich Tau ausgerechnet hab.
Rattatuii
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Anmeldungsdatum: 01.06.2006
Beiträge: 457

BeitragVerfasst am: 23 Apr 2009 - 22:44:36    Titel:

Das sagt mir immer noch nichts. Am besten du machst ne Skizze und lädst sie irgendwo hoch. Wo ist der Kondensator? Reihe? Parallel? Was schaltet der Schalter genau?
sst-net
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Anmeldungsdatum: 30.12.2007
Beiträge: 136

BeitragVerfasst am: 23 Apr 2009 - 22:54:53    Titel:

hab eine Skizze gemacht !

http://www.bilder-hochladen.net/files/9nnq-9-jpg-nb.html
Rattatuii
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Anmeldungsdatum: 01.06.2006
Beiträge: 457

BeitragVerfasst am: 23 Apr 2009 - 23:53:12    Titel:

Ok. Jetzt geht es daran, die Differentialgleichungen auftzustellen, für den Fall das der Schalter noch auf 1 ist. Kommst du damit klar? Geht es dir überhaupt darum die Lösung mit Hilfe von DGL´s zu finden oder hast du die Formeln für die Aufladung und Enladung von kondensatoren schon gegeben?
GvC
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Anmeldungsdatum: 16.02.2009
Beiträge: 3522

BeitragVerfasst am: 24 Apr 2009 - 12:19:00    Titel:

So wie die Aufgabe hier gestellt ist, lässt sie sich auf keinen Fall lösen.

Zunächst ist nicht klar, was U oder was U3 ist. Diese Spannungen kommen im Schaltbild gar nicht vor. Dasselbe gilt für I bzw. I(t) oder I3. Dann wird von einer Mittelstellung des Schalters gesprochen: Nicht erkennbar, was damit gemeint ist; nach Schaltbild gibt es nur 2 Schalterstellungen, eine "Mittelstelllung" ist nicht vorgesehen. Weiterhin wird eine "Stelle" t3 erwähnt. Was heißt Stelle? Vermutlich ist damit ein bestimmter Zeitpunkt gemeint, den man aber nicht ermitteln kann. Zwar wird t3 in Verbindung mit einem t2 genannt, über t2 fehlt aber jegliche Angabe. Es ist auch t1 spezifiziert, was zu diesem Zeitpunkt allerdings passieren soll, wird nicht genannt.

Also erstmal die Aufgabenstellung präzisieren! Notfalls die originale Aufgabenstellung posten!
sst-net
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Anmeldungsdatum: 30.12.2007
Beiträge: 136

BeitragVerfasst am: 24 Apr 2009 - 20:58:10    Titel:

Die Formel hab ich gegeben.

Ich hab mal noch ein Aufschrieb dazu, in dem die Zeit T3 eingezeichnet ist.

http://www.bilder-hochladen.net/files/9nnq-a-jpg.html
GvC
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Anmeldungsdatum: 16.02.2009
Beiträge: 3522

BeitragVerfasst am: 25 Apr 2009 - 15:46:42    Titel:

In Deinen Skizzen finde ich zwar kein T3, dafür aber t3. Vermutlich ist das damit gemeint.

Die Skizzen sagen, dass es tatsächlich eine Mittelstellung des Schalters gibt, in Deiner Schaltungsskizze fehlt sie aber. Die Mittelstellung ist laut Deinen Skizzen dadurch charaterisiert, dass der Kondensator einerseits von der Spannungsquelle getrennt, aber andererseits (noch) nicht mit dem Entladewiderstand verbunden ist.

Vor Erreichen von t3 ist also Folgendes passiert:

Der Kondensator ist von t=0 bis t1=150µs aufgeladen worden und hat dabei die Spannung U1 erreicht. Die kannst Du nach der Aufladefunktion bestimmen, die Du aufgeschrieben hast:

U1 = U0*(1-e^-(t1/tau(A))

Zum Zeitpunkt t1 wurde der Kondensator von der Spannungsquelle getrennt, ohne mit dem Entladewiderstand verbunden zu werden. Dieser Zustand wird bis zum Zeitpunkt t2 beibehalten. Bei idealem Kondensator bleibt seine Spannung U1 dabei erhalten, egal wie groß t2-t1 ist.

Zum Zeitpunkt t2 wird der Kondensator mit dem Entladewiderstand verbunden, es beginnt also der Entladevorgang mit der Kondensatoranfangsspannung U1.

Zum Zeitpunkt t3, also nach einem Zeitraum von t3-t2=12µs nach Beginn des Entladevorgangs, wird laut Deiner Aufgabenstellung der Kondensator vom Entladewiderstand getrennt, ohne mit der Spannungsquelle verbunden zu werden ("Mittelstellung" des Schalters). Die Kondensatorspannung hat dann einen Wert U3 erreicht, den Du nach der von Dir selber aufgeschriebenen Entladefunktion bestimmen kannst:

U3 = U1*e^-((t3-t2)/tau(E))

Bei geöffnetem Schalter ist der Strom natürlich Null. Aber vielleicht ist ja der Strom gesucht, der unmittelbar vor Öffnen des Schalters geflossen ist. Den bestimmst Du nach der von Dir ebenfalls aufgeschriebenen Entladefunktion des Stromes.

I(t3) = -I1*e^-((t3-t2)/tau(E))

Ist nur noch I1 zu bestimmen. Das ist genau der Strom, der zu Beginn des Entladevorgangs geflossen ist. Zu diesem Zeitpunkt liegt die Spannung U1 an dem Entladewiderstand. Nach ohmschem Gesetz ist dann

I1 = U1/Re
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