Widerstsndrechnung

Diskutiere Widerstsndrechnung im Hausaufgaben Forum im Bereich DIVERSES; Hallo, ich habe von meinem Techniklehrer eine Mappe mit Aufgaben bekommen, weil ich eine Ausbildung im Elektrobereich machen und mir Grundlagen...

  1. #1 vrumfondel93, 07.03.2011
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    Hallo, ich habe von meinem Techniklehrer eine Mappe mit Aufgaben bekommen, weil ich eine Ausbildung im Elektrobereich machen und mir Grundlagen anlesen will.
    Leider tauchen auch die ersten Schwierigkeiten auf.
    Es gibt viele Aufgaben, bei denen ich nicht mal weiß, wie ich überhaupt anfangen soll.
    Im Moment versuche ich Widerstände zu verstehen. Hier ist eine Aufgabe, an der ich verzweifle.
    Ich wollte euch fragen, ob ihr mir da nicht wenigstens Tipps geben könnt, wie ich überhaupt anfangen muss.

    Danke.

    [​IMG]
     
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  3. #2 Octavian1977, 07.03.2011
    Octavian1977

    Octavian1977 Moderator

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    zunächst fängt man so etwas wie folgt an.
    Man ermittelt die Widerstände die miteinander ein parallel oder Reihenschaltung ergeben.


    Als in Reihe sieht man Widerstände an die zusammen einen Verbindungspunkt haben, zwischen denen sich aber kein Knotenpunkt befindet. z.B. R6+R7

    Als parallel sind alle diese Widerstände zu sehen die mit beiden Beinchen direkt miteinander verbunden sind.

    für diese Widerstände ermittelt man den Ersatzwiderstand.

    In Deinem Beispiel würde man also erst mal den Ersatzwiderstand für R6 und R7 ermitteln.
    Der Ersatzwiderstand ist dann parallel zu R5 und man kann dann diesen Ersatzwiderstand ermitteln.

    Dann wird die Aufgabe etwas kompliziert da sich sonst keine weiteren solcher Reihen oder Parallelschaltungen mehr auftun.

    Hier gibt es eine Formel mit der man ein Dreieck von Widerständen in eine Sternschaltung umwandeln kann.
    Schau hierzu mal nach "Stern-Dreieck Umwandlung" in Deinem Tabellenbuch.
     
  4. #3 vrumfondel93, 07.03.2011
    vrumfondel93

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    Vielen Dank für die schnelle Antwort.
    Leider habe ich kein Tabellenbuch. Welches Buch würdest du mir empfehlen? Ich merke es schon, ich stehe noch ganz am Anfang, deshalb sollte es nicht zu kompliziert sein.
    Ich weiß, ich bin etwas unverschämt, aber könntest Du mir eine Teilaufgabe vorrechnen und ich versuche dann die andere alleine zu lösen?

    Danke
     
  5. patois

    patois

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    Hallo v.....

    nach deinen mageren Angaben (im Profil ist auch nichts ausgefüllt), kann man nur vermuten, dass du von Elektrik keinerlei Ahnung hast.

    Was hast du in der Schule gelernt?

    Nach diesem Vorwort folgendes:

    Die Aufgabe, die du hier anführst, ist für einen Anfänger etwas zu schwer.

    Fange mal damit an, dass du aus einem gegebenen Strom und einer gegebenen Spannung den Widerstand ausrechnest.

    Dann fahre fort, mit zwei Widerständen, die in Serie (hintereinander) geschaltet sind, den Gesamtwiderstand zu berechnen.

    Da man Widerstände auch parallel schalten kann, solltest du auch den Gesamtwiderstand einer Parallelschaltung berechnen.

    Falls du damit Schwierigkeiten hast, mache eine Skizze und zeige sie hier im Forum. Dann kann man dir zeigen, wie man derartige Schaltungen berechnet.

    Günstig ist auch, wenn man sich ein paar Widerstände anschafft, oder besser einen Elektronik-Baukasten, wie sie auch im Versandhandel angeboten wird, und damit Schaltungen aufbaut und Messungen daran durchführt. Dann begreift man manche Zusammenhänge leichter. Aber bitte nicht höhere Spannungen als 12 Volt benutzen, auf keinen Fall an der Steckdose (230 Volt) hantieren !!! Lebensgefahr !!!

    Man wird dir hier weiterhelfen, aber erst muss man erkennen können, auf welchem Wissensstand du derzeit bist.

    Greetz
    Patois
     
  6. #5 d.kuckenburg, 07.03.2011
    d.kuckenburg

    d.kuckenburg

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    Statt eines Tabellenbuches kann man auch im Internet nachschlagen, um die Formeln und Beispiele für Widerstandsberechnungen zu finden.

    Ein einfaches Beispiel, wie sich die Ströme bei einer Parallelschaltung aufteilen, und sich daraus der Ersatzwiderstand dieser Schaltung berechnen läßt, ist hier zu finden:

    www.flyonpc.fasthoster.de/BERECH/4_02_00.html

    MfG
     
  7. #6 Octavian1977, 07.03.2011
    Octavian1977

    Octavian1977 Moderator

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    Als Tabellenbuch würde ich Dir Das Tabellenbuch Energiee und Industrieelektronik aus dem Westermann Verlag empfehlen.
    Auf jeden Fall solltest Du es Dir so bald wie möglich besorgen, denn es ist in der Ausbildung wichtig auch zu lernen mit seinem Tabellenbuch umzugehen.
    http://www.westermann.de/suche/artikelansicht.xtp?id=978-3-14-245035-3&u=1

    Am Besten möglichst neue Auflage bestellen so ein Buch ist schnell veraltet.
     
  8. #7 vrumfondel93, 07.03.2011
    vrumfondel93

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    Danke für die vielen Antworten. Ich gebe es zu, ich merke immer mehr, dass es nicht ganz einfach ist.

    Da habe ich mich zu früh gefreut, als das mit meinem Experimentierbrett ganz gut funktioniert hat.

    Ich bin aber noch ganz am Anfang Elektrik und in der Schule bekommt man von solchen Dingen nicht sehr viel mit.

    Ich habe es jetzt seit heute Mittag mit dieser Aufgabe versucht und bekomme es nicht hin.

    Es wäre natürlich toll, wenn mir jemand eine vollständige Lösung für eine Teilaufgabe geben könnte. Nach dem Muster könnte ich weiter arbeiten.

    Es würde schon reichen, wenn ich die richtigen Ergebnisse kenne. Dann weiß ich wenigstens, ob ich richtig gerechnet habe oder nicht.

    Ich weiß, es ist viel verlangt, aber bitte helft einem völligen Anfänger!!!

    Das empfohlene Tabellenbuch möchte ich mir ganz schnell besorgen, so dass ich euch nicht wegen jeder Kleinigkeit fragen muss.
    Bitte habt Gnade mit mir!!! Die Zeit ist eng und ich bin für jede Hilfe froh.

    Danke
     
  9. patois

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    Aufgabe 7 Teil a)

    .
    Dieser Lösungsansatz für Teil a) der Aufgabe 7 folgt dem Hinweis "sukzessives Vereinfachen", der am Ende der Aufgabenstellung zu finden ist.

    1. Schritt

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    2. Schritt

    [​IMG]


    Manchmal ist es erforderlich ein gegebenes Schaltbild umzuzeichnen, damit man einen besseren Überblick bekommt, was letztendlich zum Erkennen eines Lösungsweges führen kann.

    3. Schritt

    [​IMG]


    Im vorliegenden Fall führt der Lösungsweg über eine Umwandlung einer Dreieck-Schaltung in eine Stern-Schaltung. Die erforderlichen Formeln findet man im Internet.

    4. Schritt

    [​IMG]


    5. Schritt

    [​IMG]


    6. Schritt

    [​IMG]

    Im 6. Schritt wird eine Hilfsspannung Uh eingeführt, die man zur Berechnung der gesuchten Spannung Ua benötigt.

    Greetz
    Patois
     
  10. #9 vrumfondel93, 08.03.2011
    vrumfondel93

    vrumfondel93

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    Super! Vielen Dank! Genau so etwas habe ich gesucht. Ein tolles Forum.

    Ich glaube ich fange an es zu verstehen, wie das mit dem Umwandeln der Schaltungen funktioniert.
    In Wikipedia habe ich auch die Stern-Dreieck-Transformation gefunden, jetzt muss ich nur die Werte richtig einsetzen.
    Ich habe noch nicht ganz verstanden, wie man Ua ausrechnet, aber ich versuche es mal.

    Ich versuche heute Abend auch die Teilaufgabe b) zu lösen. Darf ich die Ergebnisse dann hier zeigen und du kontrollierst das?
    Mein Profil werde ich heute auch noch ausfüllen.

    Eine andere Frage, welches Programm verwendest du um Zeichnungen zu bearbeiten? Mein handschriftliches Gekrakel sieht nicht so toll aus :cry:

    Noch mal Danke!
     
  11. patois

    patois

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    Also als Tipp solltest du dir mal überlegen, wozu man wohl die Hilfsspannung Uh benötigt, die in Abb. 6 eingeführt wurde.

    Wenn ich heute abend dazukomme, werde ich das Thema Uh und die Berechnung von Ua etwas breiter austreten.

    Aber die Lösungen, die du dir selbst erarbeitest, sind für dich viel wertvoller als fertige Lösungen von mir.

    Greetz
    Patois
     
  12. patois

    patois

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    :arrow: Wenn man's fertig vor sich sieht, scheint's ganz einfach zu sein.

    [​IMG]

    Greetz
    Patois
     
  13. #12 vrumfondel93, 08.03.2011
    vrumfondel93

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    Oh bin ich blind? Da war die Lösung ja schon! Ich habe es aber nicht gesehen :(
    Natürlich, das sind Spannungsteiler!
    Aber der ist doch mit R4 belastet, macht das nichts aus?

    Ganz herzlichen Dank!

    Eine andere Frage, geht das immer? Kann ich das auch bei Wechselstrom so machen? Was muss ich dann beachten?

    Das ist ja schon sehr viel Rechnerei. Ich mag Mathematik zwar, aber geht das später so weiter?

    Noch mal die Frage, welches Programm benutzt Du, um deine Schaltpläne zu malen. Das sieht immer perfekt aus.
    Ich versuche seit heute Abend etwas in Power-Point zu malen, aber das sieht furchtbar aus :-(

    Aber viel mehr wird auf meinem Computer nicht laufen. Der ist bestimmt schon 7 Jahre alt und es ist nur ein Windows XP da :-(

    Danke!
     
  14. patois

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    .
    :wink:

    Das hast du richtig erkannt. Dieser Querstrom durch den R4 macht die Angelegenheit so "tricky".

    Schaut man sich in Abb. 3 das rechte Schaltbild an, und läßt gedanklich den R4 verschwinden, so hat man zwischen den Punkten TP1 und TP2 eine Spannungsquelle im Leerlauf.

    Dabei bilden die Zweige R23 und R10 sowie R567 und R89 einfache Spannungsteiler, so dass man die Spannungen an den Punkten TP1 und TP2 leicht berechnen kann.

    Der Schaltungsteil, bestehend aus den Widerständen R23, R10, R4, R567 und R89, ist dasselbe Gebilde wie eine einfache Wheatstonsche Brücke. In der Praxis wird man die Aufgabe Ua zu bestimmen mit dem Überlagerungsgesetz lösen. Diese Lösungen findet man für "Wheatstonsche Brücke" im Internet.

    In Aufgabe 7 wird aber die Lösung über "sukzessives Vereinfachen" verlangt, so dass man den langen dornigen Weg gehen muss, der über die Umwandlung Dreieck => Stern zum Ziel führt.

    Der Querstrom durch R4 ist Teil der Dreieckschaltung aus R4, R23 und R567. Der Dreieck => Stern - Umwandlung liegt die Gesetzmäßigkeit zugrunde, dass die beiden Schaltungen elektrich gleichwertig sein müssen. Aufgrund dieser Bedingung wurden die entsprechenden, allgemein gültigen Umwandlungs-Gleichungen entwickelt. Die Herleitung dieser Umwandlung findet man ebenfalls im Internet.

    Man muss sich die Sache also so vorstellen, dass R4 in den Zweigen der Sternschaltung enthalten ist, die zu den Punkten TP1 und TP2 führen.

    Man darf bei der ganzen Rechnerei nicht das Ziel aus den Augen verlieren, dass man den Spannungsfall über R10 und R89 bestimmen möchte.

    ***********************************************************************************

    Ja, solange es sich um rein Ohmsche Widerstände handelt!

    ***********************************************************************************

    Man muss bei Wechselstrom beachten, dass durch Induktivitäten und Kapazitäten Phasenverschiebungen zwischen Strom und Spannung entstehen.

    Die Folge ist, dass man nicht mehr so einfach rechnen kann wie bei Gleichstrom, sondern dass man auf das Rechnen mit komplexen Zahlen zurückgreifen muss, um die Phasenverschiebung in die Rechnung einbeziehen zu können.

    Da kannst du dann in Mathematik schwelgen; mache dich mal schon mit der Eulerschen Formel vertraut. :wink:

    ************************************************************************************

    Schaltbilder zeichnen!

    Leider muss ich dir sagen, dass auch ich noch auf der Suche nach "dem idealen Elektro-Zeichnen-Programm" bin.

    Da ich unter Freeware noch kein Programm gefunden habe, dass meinen persönlichen Wünschen entspräche, habe ich mir eine Art Symbol-Datei angelegt, mit deren Hilfe ich unter COREL-Photopaint meine Schaltungen zusammenstückle. Das ist aber sehr zeitintensiv, weshalb ich diese Vorgehensweise nicht weiter empfehlen kann.

    Übrigens arbeite ich auch mit WIN-XP / SP3, da ich noch andere Hobbys habe, deren Progamme noch nicht auf VISTA oder gar WIN-7 angepaßt sind.

    Greetz
    Patois
     
  15. #14 vrumfondel93, 09.03.2011
    vrumfondel93

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    Sehr vielen Dank für die Antwort. Ja, ich denke es war ein Denkfehler von mir, dass ich noch an R4 gedacht habe, denn der fällt ja bei der Umrechnung weg.

    Ich habe es jetzt mit der Teilaufgabe b) versucht. Das sah ja erst viel einfacher aus. Aber nur, bis ich in der Sackgasse war.
    Ich komme einfach nicht weiter und weiß nicht, was ich an dieser Stelle tun kann.

    Ich versuche das zu zeigen, was ich gemacht habe. Ich habe das aber nur mit Power-Point gemalt. Ich hoffe, dass du es trotzdem lesen kannst.

    Die Schaltung sollte ja in Aufgabe b) so verändert werden

    [​IMG]

    Genau wie in Teilaufgabe a) habe ich R5, R6 und R7 zu R567 vereinfacht

    [​IMG]

    Hier habe ich die eingezeichneten Dreiecke gesehen. Das habe ich vereinfacht.

    [​IMG]

    Da habe ich dann Rt und Rv vereinfacht

    [​IMG]

    Und jetzt komme ich nicht weiter :-(
    Ich sehe nichts, was ich hier noch vereinfachen kann.

    Kannst du mir da helfen?

    Danke
     
  16. patois

    patois

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    .
    :wink:

    Dass du diese Dreiecke erkannt hast, zeigt doch, dass du schon Fortschritte machst.

    Nachdem ich einen Blick auf dein letztes Schaltbild geworfen habe, denke ich, dass ein "Umzeichnen" der Schaltung einen Hinweis auf die weitere Vorgehensweise liefern könnte. Es wird auf die Bestimmung von Spannungen und Srömen mit viel Rechnerei hinauslaufen.

    Leider muss ich jetzt weg zu meinem Astronomie-Kurs.
    Mal sehen, ob ich am Spätabend noch zum Umzeichnen der Schaltung komme; ansonsten vielleicht morgen vormittag.

    Zum Zeichen-Programm ist mir "Fritzing" eingefallen.
    Näheres findest du im Internet.
    Achtung, Fritzing ist keine Simulations-Software!

    Bis später ...

    Patois
     
  17. #16 79616363, 09.03.2011
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    Mach das von hinten weg! Rs, R4 und Rw bilden einen unbelasteten Spannungsteiler mit einem definierten Innenwiderstand!

    Dann arbeitet man sich halt von rechts nach links durch und setzt die Ströme ein.

    R1 spielt eh keinen grossen Tango, der haut halt I0 noch eins auf die Mütze.

    Würd eh einfacher gehen, aber es steht ja tatsächlich in der Aufgabe, dass man das so umständlich machen soll. Da zeichnet man sich ja den Wolf!

    Du bist aber absolut auf dem korrekten Weg. Ich bin ja schon froh, dass Du nicht zwei Dreiecke mit einer gemeinsamen Sehne berechnet hast - Das wär doof!
    Weiter so!

    Die Aufgabe ist nicht ganz einfach, aber es gibt viele Wege zum Ziel. Du sagst, Du bist Anfänger? Respekt!

    Na ja, die kleinsten Hunde greifen auch die grossen an - Könnt ja klappen ...

    Soooo schlimm ist das Problem aber gar nicht, das kann man durchaus angreifen und auf dem richtigen Weg bist Du auch.

    Patois hat ja schon die Überlagerungsmethode genannt, aber das ist Geschmackssache.
    Ich würd da lieber nach Kirchhoff greifen - Iss aber egal, beides führt zum Ziel. Blöderweise sollst Du halt den beschwerlichen Weg gehen ...

    Wichtig ist halt, dass man triviale Zusammenhänge sofort auflöst. Dann werden die nächsten Schritte einfacher und es tun sich wieder Trivialitäten auf.

    Aber ich soll ja nix mehr sagen ... Hier hat es mich aber doch gejuckt ...

    Ich versuch jetzt mal still zu sein ...
     
  18. patois

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    .
    :lol:

    [​IMG]

    Also ich denke nach diesem Umzeichnen siehst du wie du weitermachen musst.

    Greetz
    Patois
     
  19. #18 79616363, 09.03.2011
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    Hmm, ich will ja nix sagen, aber der Lehrer scheint ein Spassvogel zu sein - "Das ist das Haus vom Ni-ko-laus" - Sogar die Zählweise stimmt!
    Man soll aber das Haús vom Nikolaus nicht unter Strom setzen!

    Tja, und dann betet er noch die E24-Reihe runter?! Da müssen komische Werte rauskommen.

    Bei mir war's noch so (nicht immer), dass wenn nix Verrücktes rauskam, das ein Indiz für die Richtigkeit meiner Lösung war - Schule halt - Das Leben spielt härter!

    Okay, die Aufgabe hat ja was und da kommt man wirklich an jeder Schweinerei der Grundlagen vorbei.
    Ist ja auch gut für die Schüler/innen.

    Ich möcht aber nicht wissen, wie der Lehrer/Dozent gelacht hat, als er die fertige Aufgabe in den Händen hielt.

    Na ja, er soll es halt von rechts nach links aufdröseln, dann kommt er schon drauf.
    Das wird aber bestimmt noch lustiger! Aber okay, jeder muss es lernen (zumindest als angehender Elektritter).

    Na ja, das Leben ist kein Streichelzoo ...

    Viele Grüsse,

    Uli
     
  20. #19 vrumfondel93, 13.03.2011
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    Ganz herzlichen Dank an Octavian und speziell an Patois. Ich denke, ich habe es jetzt verstanden. Bei Aufgabe b) bin ich zwar nicht auf Ua gekommen, aber das macht nichts.
    Ich weiß jetzt, wie ich solche Aufgaben löse.
    Das ist alles sehr umständlich, gibt es einfachere Lösungen und wie gehen die?
    Ich möchte das Kapitel verstanden haben, bevor ich zum nächsten gehe.

    Ich will jetzt mit Wechselstrom anfangen. Das ist aber scheinbar noch schwieriger. :shock:
    Da habe ich bestimmt noch viel mehr Fragen.
     
  21. patois

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    [​IMG]

    Du solltest auf jeden Fall Ua berechnen, denn wenn du das nicht auf die Reihe bekommst, dann bist du auch noch nicht fit genug um mit Wechselstromtechnik anzufangen.

    Also du kannst erkennen, dass an R1 die Spannung Uo anliegt und du somit den Strom durch R1 berechnen kannst.

    Am restlichen Schaltungsteil liegt ebenfalls die Spannung Uo an.

    Im nächsten Schritt will man den Spannungsabfall an Rr und Ru berechnen. Dazu benötigt man den Strom durch Rr und Ru.

    Um diesen Strom errechnen zu können, benötigt man einen Ersatzwiderstand für die Parallelschaltung von Rtv und (Rs + R4 + Rw).

    An der Reihenschaltung aus Rr + R ersatz + Ru liegt die Spannung Uo, so dass der Strom, der durch Rr, R ersatz und Ru fließt, berechnet werden kann.

    Multipliziert man den so errechneten Strom mit R ersatz, erhält man die Spannung, die über der Parallelschaltung von Rtv und (Rs + R ersatz + Rw) anliegt.

    Da wir somit die Spannung kennen, die an der Reihenschaltung von Rs + R4 + Rw liegt, können wir demzufolge auch den Strom durch diese Reihenschaltung berechnen.

    Der Strom in dieser Reihenschaltung ist demzufolge auch der Strom, der durch R4 fließt.

    Multipliziert man diesen Strom durch die Reihenschaltung mit dem Widerstand R4, erhält man die gesuchte Spannung Ua.

    Anmerkung: das Ergebnis stimmt nur für den Fall, dass zwischen TP1 und TP2 keine Last angehängt ist!

    Greetz
    Patois
     
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