Leistung im Wechselstromkreis

Diskutiere Leistung im Wechselstromkreis im Hausaufgaben Forum im Bereich DIVERSES; Guten Morgen, ich bin seit mehreren Tagen dabei ein paar Aufgaben in E-Technik zurechnen. Leider muss ich feststellen das ich um es mal nett...

  1. #1 Maggio26, 15.05.2015
    Maggio26

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    Guten Morgen,

    ich bin seit mehreren Tagen dabei ein paar Aufgaben in E-Technik zurechnen. Leider muss ich feststellen das ich um es mal nett auszudrücken Pech beim Denken habe :cry:

    Gegeben ist mir eine Reihenschaltung mit einem Kondensator und einen Heizwiderstand.

    Dabei sind folgende Werte gegeben:
    Rl=<form method=post action=http://fed.optimath.com/ef.php target=_blank> <input type=hidden name=string value='\fed\mixon320\Omega'> <br><img src='http://fed.optimath.com/mprender.php?pstring=\fed\mixon320\Omega&mixmod=mix' alt='Wenn die Formel nicht zu sehen ist, klicke auf den Button'> <br><input type=hidden name=mixmod value=mix> <br><small><input type=submit name=anzeigen value='Anzeige im Formeleditor'></small></form>
    C=10uF

    Eingangsspannung U=11,2V
    Spannung Ur=11V
    Gesamststrom I=34,90mA
    Frequenz = 50Hz

    Die Werte sind gemessen worden deswegen passen diese nicht exakt.

    Anhand der Messewerte soll jetzt die Wirkleistung am Widerstand und die Scheinleistung der gesamten Schaltung ermittelt werden.

    Ich müsste doch nur P=U*I und S=U*I berechnen oder? Die Phasenverschiebung muss ich doch nicht mal nehmen da ich die entsprechenden Werte habe oder?

    Des weiteren soll ich eine Formel angeben mit der ein Kondensator dimensioniert werden kann, damit die Wirkleistung in den Heizpausen auf 10% des Wertes im Normalbetrieb sinkt?

    Normalerweise müsste ich doch den Kapazitätswert mit der Vollkompensation oder entweder mit der Teilkompensation berechnen können. Doch welche Formel soll ich nehmen?

    mfg

    Maggio
     
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  3. patois

    patois

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    ungenügende Informationen

    .
    [​IMG]

    Wie der Screenshot der Simulation zeigt, können die genannten Angaben nicht stimmen.

    Manchmal kann dieser Umstand, der öfters auftritt als einnem lieb sein kann, korrigiert werden,
    indem der Fragesteller die Original-Daten der Aufgabe veröffentlicht.

    Sollte die Veröffentlichung der Aufgabe nicht opportun sein,
    kann auch der Weg über die Private Nachricht beschritten werden.

    Da es sich wohl im vorliegenden Fall um Wechselspannung handelt,
    wurde die Simulation mit Effektivwerten durchgeführt.


    Hilfestellung kann nur gegeben werden, wenn vernünftige, bzw. richtige Daten angegeben werden.

    Man will seine Zeit ja nicht mit nutzlosen Versuchen verplempern ... :wink:

    Patois
     
  4. #3 Maggio26, 15.05.2015
    Maggio26

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    Re: ungenügende Informationen

    Schon mal Danke für die schnelle Rückmeldung (sprich das Schaubild)

    Für die falschen Werte kann ich mich nur Entschuldigen. Die wurden mir so zugetragen.

    Um das jetzt mal auf dein Schaubild zu beziehen (danke nochmal :)).

    Gegeben ist:

    Ur=7,35V
    U=11,2V
    I=23mA

    Um jetzt die Wirkleistung über den Wiederstand zu berechnen. Würde es doch ausreichen:

    Pr=7.35V*23mA= 0,169W

    Den cos phi darf ich unberücksichtigt lassen da ich die Spannung am Widerstand kenne oder?

    Um einen Kondensator in diesem Schaltkreis zu dimensionieren, so gibt es doch die Vollkompensation und die Teilkompensation nur um welche handelt es sich hier?
     
  5. patois

    patois

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    :roll:

    Ehrlich, ich wüsste gerne, was hier Sache ist.

    Welche Daten liegen wirklich vor?

    Um was für eine Art von Gerät handelt es sich eigentlich?

    Angeblich besteht die Schaltung aus einer Reihenschaltung eines Widerstandes und eines Kondensators.
    Ist dies soweit richtig? - Oder geistert da auch noch eine Induktivität (Spule) herum?

    Kannst du die beiden Bauteile bestätigen, wird noch die Angabe der Spannung benötigt, die über der Gesamtschaltung als Betriebsspannung anliegt.

    Woher stammt die Angabe, dass es sich dabei um 11,2 Volt handeln soll?

    Wobei man bei Wechselspannung vom Effektivwert ausgehen muss!

    Wenn die 230 OHM und die 10µF und die 11,2 Volteffektiv die Werte sind, mit denen du in deiner Schaltung arbeitest, dann kannst du den durch die Schaltung fließenden Strom aus dem Schaltbild ablesen und ebenso die Spannung über dem ohmschen Widerstand.

    Diese Schaltung hat aber nichts mit Kompensation zu tun, denn es ist kein "induktiver Blindwiderstand" vorhanden, den man kompensieren könnte!

    Vielleicht sollte deine Aufgabe sein den kapazitiven cos&phi; zu verändern?

    Mit einem Kondensator in Reihe zu dem ohmschen Widerstand kannst du nie den cos&phi; = 1 erreichen; du könntest dich höchstens mit einer riesigen Kapazität (und das nur rein theoretisch) dem Wert cos&phi; ~ 0,999 annähern.

    Das ganze macht irgendwie keinen richtigen Sinn.

    Es scheint auch nicht wirklich eine Aufgabe zu sein, sondern meines Erachtens handelt es sich eher um eine Bastelei, bei der ein Wert berechnet werden soll, dessen Zweck man aber nicht kennt und wohl nicht nennen will.

    Wie soll man da noch helfen? :wink:

    P.
     
  6. #5 Maggio26, 15.05.2015
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    sorry für die Verwirrung...Ich hatte auch nur diese Daten schriftlich ohne Schaltplan, habe mir diesen jetzt Organisiert.

    [​IMG]

    Als Beschreibung steht folgendes:

    Die Leistungsaufnahme eines Heizwiderstandes RL(320 Ohm) soll mit Hilfe eines Kondensators reduziert werden. Im Normalbetrieb ist der Kondensator über einen Schalter kurzgeschlossen und beeinflusst die Leistungsaufnahme somit nicht. In den Heizpausen wird der Schalter geöffnet, sodass der Kondensator dem Heizwiderstand vorgeschaltet ist und den Betrag der Gesamtimpedanz erhöht. Dies führt zu einer geringeren Stromaufnahme der Schaltung und damit einer geringeren Wirkleistung am Heizwiderstand.

    Werte:
    RL= 320 (Ohm)
    C= 10uF
    S1=Schalter

    Eingangsspannung (Wechselstrom):

    10V, 50 Hz

    Hierzu passt doch dein Schaubild, also quasi Schalter geöffnet.

    Und hierzu soll ich die Wirkleistung am Widerstand bestimmen und die Scheinleistung (gesamt).

    Die weitere Aufgabe:

    Wie müsste der Kondensator dimensioniert werden, damit die Wirkleistung in den Heizpausen auf 10% des Wertes im Normalbetrieb sinkt? (Leistung am Widerstand P=R*I²

    Ich dachte das wäre schon Blindleistungskompensation


    :oops:
     
  7. #6 wechselstromer, 15.05.2015
    wechselstromer

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    Unter einer Heizpause verstehe ich, dass am Heizwiderstand KEINE Wirkleistung "verbraten wird. :lol: :lol: :lol:
     
  8. goon

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    Hallo,

    so klingt das doch alles schon viel plausibler.


    [​IMG]
     
  9. patois

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    ~ sinusförmige Darstellung ~

    .
    [​IMG]

    Grafische Darstellung der Wechselspannungen

    Wenn man sich um das Rechnen mit komplexen Zahlen drücken will,
    kann man bei Wechselspannung den ollen Pythagoras benutzen,
    um die geometrische Spannungsaddition im Spannungsdreieck zu berechnen.

    Dies gilt im vorliegenden Fall, da es sich um eine Reihenschaltung handelt.

    Manche Leute rechnen lieber mit dem Widerstandsdreieck.

    Die dritte Form im Bunde ist dann das Leistungsdreieck.

    Leser "goon" hat ja bereits erläutert, auf was es bei der Berechnung ankommt.

    Falls trotzdem noch Fragen bestehen, bitte nachhaken!

    Patois
     
  10. #9 Maggio26, 16.05.2015
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    [​IMG]

    Vielen Dank für eure Antworten.

    Die Methode mit den Zeigerdiagramm ist mir bekannt.

    Bei den komplexen Zahlen muss ich mich wohl nochmal rein arbeiten.

    Was ich noch nicht ganz verstehe. Ist die Dimensionierung des Kondensators, sodass die Wirkleistung auf 10% des Wertes ím Normalbetrieb sinkt.

    Ich berechne:

    C= (P1(offen) / P1(geschlossen)) * 100%

    Dann habe ich doch noch nicht den Wert meines Kondensators oder?
     
  11. patois

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    .
    1) Berechnung der Heizleistung bei überbrücktem Kondensator, also sozusagen die 100%

    2) Berechnung des Wertes für 10% Heizleistung

    3) Sobald die 10% Heizleistung bekannt ist, kann aus dieser Leistung und Widerstand der für 10% Heizleistung erforderliche Strom berechnet werden

    4) Aus Gesamtspannung = Betriebsspannung und dem Strom kann der Scheinwiderstand berechnet werden.

    5) Jetzt sind Scheinwiderstand und Wirkwiderstand bekannt, so dass im Widerstandsdreieck die dritte Größe, nämlich der kapazitive Widerstand Xc berechnet werden kann.

    6) Anhand der Gleichung für den kapazitiven Widerstand durch Umformung und Einsetzung den Kapazitätswert für C berechnen, unter Berücksichtigung der Frequenz 50 Hz

    7) Die Scheinleistung berechnen und was sonst noch gefordert ist.

    Patois
     
  12. patois

    patois

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    - - POWER - Diagramme - -

    .
    Aus den Diagrammen kann man erkennen, wie sich die Leistung im Heizwiderstand
    durch die Zuschaltung des 10µF Kondensators verringert.


    [​IMG]

    ... aber wahrscheinlich interessiert das eh niemand mehr!
     
  13. #12 Maggio26, 18.05.2015
    Maggio26

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    Re: - - POWER - Diagramme - -

    Doch, mich interessiert das noch :wink:...Hab jetzt meine Rechenwerte für die Leistung mit offenen und geschlossenen Schalter anhand deines Diagramms verglichen...Und nochmal vielen vielen Dank für deine Hilfe...
     
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