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Ascareth



Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 203

Beitrag Ascareth Verfasst am: 06. Aug 2013 14:53    Titel: Brückenschaltung Antworten mit Zitat

Hallo,

ich habe Probleme mit der Aufgabe im Anhang. Ich würde zuerst das Netzwerk in eine reale Spannungsquelle und diese dann in die gewünschte Stromquelle umwandeln - die Umwandlung an sich ist nicht das Problem, aber ...

Wenn ich mal mit dem Ersatzwiderstand anfange:
Mir leuchtet gerade noch ein, dass R1 || R2 liegt und R3 || R4. Aber woher soll ich entnehmen, dass R1 || R2 + R3 || R4 gilt? Also wie stellt man das fest, dass die beiden Parallelwiderstände wiederum in Reihe zueinander liegen? lt. Lösung ist das aber so:



Zur Ermittlung der Klemmspannung für die Ersatzspannungsquelle:


Das sich die Klemmspannung mit U2 - U4 berechnet lässt finde ich noch nachvollziehbar, da ja zwischen den beiden Klemmen nur dann ein Potentialunterschied besteht, wenn U2 <> U4 oder auch U1 <> U3 ist. Also müsste man demnach U0 auch mit U1 - U3 berechnen können.

Aber! Wie komme ich durch Anwendung der Spannungsteilerregel auf die Lösung für die Klemmspannung? Kann man die Brücke in zwei Spannungsteiler zerlegen? Oder welche Grundlagen (Spannungsteilerregel) wendet man überhaupt an, um die Brückenschaltung berechnen zu können.

Gruß, Asca

PS: Unter Spannungsteilerregel verstehe ich Aber wie sieht das für die Brückenschaltung aus?



brueckenschaltung.jpeg
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brueckenschaltung.jpeg


ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3563

Beitrag ML Verfasst am: 06. Aug 2013 19:21    Titel: Re: Brückenschaltung Antworten mit Zitat

Hallo,

Ascareth hat Folgendes geschrieben:

Wenn ich mal mit dem Ersatzwiderstand anfange:
Mir leuchtet gerade noch ein, dass R1 || R2 liegt und R3 || R4. Aber woher soll ich entnehmen, dass R1 || R2 + R3 || R4 gilt? Also wie stellt man das fest, dass die beiden Parallelwiderstände wiederum in Reihe zueinander liegen? lt.


zunächst mußt Du wissen, daß eine Spannungsquelle bei der Betrachtung des Innenwiderstands als Kurzschluß aufgefaßt wird. Das kommt daher, daß die Spannungsquelle zur Berechnung des Innenwiderstands ausgeschaltet wird, d. h. Uq=0 (Kurzschluß). Das Symbol mit dem durchgezogenen Strich ist diesbezüglich sehr intuitiv. (In Deiner Aufgabenstellung ist das Symbol für die Spannungsquelle Uq falsch! Eigentlich ist der Strich bei einer Spannungsquelle durchgezogen, etwa so wie hier:
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Quelle_U-Schaltzeichen.svg)

Konkret bedeutet das für diese Aufgabe, daß die oberen Klemmen von R1 und R3 und die unteren Klemmen von R2 und R4 auf dem selben Potential liegen. Die oberen Klemmen von R1 und R3 und die unteren Klemmen von R2 und R4 sind also gewissermaßen alle vier am gleichen Punkt angeschlossen.

Nun gehen wir gedanklich von 1 ausgehend durch das Netz nach 1'. Zunächst laufen wir über die Parallelschaltung aus R1||R2 zu dem oben beschriebenen gemeinsamen Punkt udn von dort ausgehend über die Parallelschaltung R3||R4 zum Punkt 1'. Die Lösung ist also richtig.

Zitat:

Zur Ermittlung der Klemmspannung für die Ersatzspannungsquelle:


Das sich die Klemmspannung mit U2 - U4 berechnet lässt finde ich noch nachvollziehbar, da ja zwischen den beiden Klemmen nur dann ein Potentialunterschied besteht, wenn U2 <> U4 oder auch U1 <> U3 ist. Also müsste man demnach U0 auch mit U1 - U3 berechnen können.

Zur Berechnung der Klemmenspannung mußt Du über irgendeinen Weg, entlang dem Du die Teilspannungen kennst oder berechnen kannst, von 1 nach 1' gelangen (Maschenregel).

Die Musterlösung läuft dazu erst von oben nach unten an R2 lang und dann von unten nach oben (daher das Minuszeichen) an R4 lang und rechnet alle Teilspannungen zusammen.

Wenn Du die gleiche Berechnung mit U1 und U3 machst (Spannungspfeile jeweils von oben nach unten eingezeichnet), so kommt heraus:



Auch das wäre eine richtig Lösung. Du hast bei Deiner Lösung bloß ein Minuszeichen übersehen.

Zitat:

Aber! Wie komme ich durch Anwendung der Spannungsteilerregel auf die Lösung für die Klemmspannung? Kann man die Brücke in zwei Spannungsteiler zerlegen? Oder welche Grundlagen (Spannungsteilerregel) wendet man überhaupt an, um die Brückenschaltung berechnen zu können.

Du brauchst die Spannungsteilerregel, um die Spannung an den einzelnen Widerständen zu berechnen. Die Terme, die bei der Spannungsteilerregel auftauchen, sind in der Lösung kaum zu übersehen.


Viele Grüße
Michael
GvC



Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861

Beitrag GvC Verfasst am: 07. Aug 2013 11:24    Titel: Antworten mit Zitat

Hinweis am Rande: Hier ist nicht nach der Ersatzspannungsquelle, sondern nach der Ersatzstromquelle gefragt. Die lässt sich zwar über die Ersatzspannungsquelle bestimmen, man kann sie aber auch direkt berechnen. Der Innenwiderstand ist derselbe wie der der Ersatzspannungsquelle; seine Berechnung ist mittlerweile ja geklärt. Der Quellenstrom der Ersatzstromquelle ist der Kurzschlussstrom zwischen den Klemmen 1-1' der Originalschaltung. Zu dessen Berechnung benötigt man den Knotenpunktsatz und die Stromteilerregel.
Ascareth



Anmeldungsdatum: 11.11.2010
Beiträge: 203

Beitrag Ascareth Verfasst am: 08. Aug 2013 10:57    Titel: Antworten mit Zitat

Ja das ist soweit klar. Die Umwandlung von Ersatzspannungsquelle in Ersatzstromquelle ist dann ja aber wirklich nicht mehr schwer.

Ich wollt mich noch mal für die gute Erklärung bedanken. Muss ja auch mal sein Augenzwinkern
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