Benötige Hilfe bei drei Etechnik Aufgaben

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo,
ich schreibe nächste Woche eine Etechnik Klausur und dafür sollen wir alle Übungsaufgaben berechnen können, die wir bekommen haben.
ALlerdings fehlen mir bei drei Aufgaben jegliche Ansätze und ich weiß nicht wie ich diese Beantworten soll.

Ein Messwerk zeigt bei 300mV Vollausschlag. Der Messwerkwiderstand beträgt 20Ω.
a)
Skizzieren Sie jeweils das Ersatzschaltbild für einen Strom- bzw. Spannungsmesser bei Messbereichserweiterung (inklusive aller Ströme und Spannungen)!
b)
Wie groß ist die Leistungsaufnahme des Messgerätes bei Vollausschlag?
c)
Mit welchem Nebenwiderstand kann 1A gemessen werden?
d)
Welche Leistung nimmt ein Nebenwiderstand auf, mit dem 100A bei Vollausschlag des Messwerks gemessen werden?
e)
Welchen Wert muss ein Vorwiderstand für die Messung von 30V bei Vollausschlag des Messwerks haben?

Zwei Batterien mit den Leerlaufspannungen U01=10V; U02=20V und den Kurzschlussströmen Ik1=5A; IK2=5 A liegen in Reihe mit einem Ohmschen Widerstand R=5Ω.
Welche zusätzliche ideale Spannungsquelle Uq muss in den Stromkreis gelegt werden, damit an R die Spannung U=6V abfällt?
Die Batterien sind dabei als lineare Spannungsquellen zu betrachten.

http://www.bilder-hochladen.net/files/jagx-1-c4ca-jp…

An einem Gleichstromnetzwerk werden drei Elektromotoren M mit je 3,3kW Nennleistung bei einem Wirkungsgrad von 0,75 sowie ein Wärmegerät W mit 8,8kW elektrischer Leistungsaufnahme betrieben.
Berechnen Sie die Stromstärkewerte I1 bis I6 in den Leitungen!

http://www.bilder-hochladen.net/files/jagx-2-c81e-jp…

Danke schonmal
LG John

#2

Hallo !

Damit andere auch noch etwas beitragen können,beschränke ich mich auf Aufgabe 1 mit dem Meßwerk:

Dir fehlt jeder Ansatz ?

Du hast Spannung und Innenwiderstand des Meßwerks,daraus kann man den Messstrom für Vollausschlag berechnen, Formel ist sehr bekannt I = U:R.

Strom steht fest, Wenn man 1 A messen will,dann schlägt der Zeiger voll an und Meßwerk geht kaputt. Was muss man also machen ?

Ein Teil Strom muss am Meßwerk vorbeifließen
,in einem Nebenwiderstand Rn( auch Shunt genannt).
Wieviel fließt vorbei,wieviel durchs Meßwerk ?

Strom hast Du berechnet,s.o. Das ist Strom für Vollausschlag,also nimmst Du 1 A - Meßwerkstrom = Strom durch den Nebenwiderstand.

Es gibt dazu auch eine Formel,man kann es aber auch prozentual oder direkt nach Spannung und Strom berechnen.

Rn = Ri : (n-1), Rn suchst Du für 1 A Messung, Ri ist 20 Ohm, Faktor n-1 ist die Erweiterung vom Meßwerkstrom auf 1 A,also wieviel mal passt Meßwerkstrom in 1 A rein,das ist n. Davon wird 1 abgezogen,weil man 1 Anteil ja direkt durchs Meßwerk fließen wird.

Bei 100 A Messung macht mans genauso,hier soll die Verlustleistung am Rn berechnet werden. P = U x I, U ist bekannt,das sind die 300 mV vom Meßwerk, und I ist 100 A - Meßwerkstrom.

Spannungsmessung ist einfach.

Du kannst 300 mV direkt messen bei Ri = 20 Ohm,also muss der Vorwiderstand für 30 V, 100-1 x so groß sein wie Ri, also 99 x 20 Ohm = 1,98 kOhm

Formel Rv = Ri x(n-1)

Habe ich etwas vergessen ?

Leistung des Meßwerks im Jetztustand, Rechne Strom aus und ,die hast bei P= U mess x I mess die Leistung der Messwerkspule.

MfG
duck313

#3

zu 2. ) der Innenwiderstand einer Quelle ist normalerweise Ri=Leerlaufspannung / Kurzschlussstrom. Dadurch kannst du dir für die beiden Quellen U0 und U1 die Innenwiderstände Ri0 und Ri1 ermitteln. Die Quellen und Innenwiderstände zeichnest du dir einfach alle mal in Reihe inkl. dem R. Wenn 6 V am R abfallen sollen müssen 0.25A durch den ganzen krempel fliessen. Den Rest solltest du dir vollends selbst aus den Fingern saugen können :smile:

mfg
Stefan

#4

Der Strom durch den R muss natürlich I=6V/5Ohm = 1.2 A sein. Sry :smile:)

#5

Anmerkung zu Skizze Aufgabe 2
Hi

In der Skizze sind die beiden Batterien nicht in Reihe, sondern gegeneinander geschaltet. Ist das Absicht oder Versehen?

Gruß merimies

#6

Hallo !

Hier ist es aber sehr einfach !

Du musst nur wissen,was es mit den Motoren so auf sich hat.
Die Nennleistung ist die abgegebene mechanische Leistung an der Motorwelle (also die Nutzleistung als Antrieb etwa).
Der Wirkungsgrad ist 0,75.
Das heisst,der Motor belastet das Stromnetz nicht nur mit der Nennleistung,sondern mit mehr,denn der Motor nimmt wegen des Wirkungsgrades(kleiner 1) mehr Strom auf,hat also auch mehr Aufnahmeleistung aus dem Netz.

3,3 kW : 0,75 = 4,4 kW echte Last am Netz

Mit diesen 4,4 kW kann man an der Netzspannung 220 V Gleichspannung den Strom berechnen. Gesamtstrom mit 3 Motoren und 1 Widerstand,nur Widerstand und für einen Einzelmotor und für alle 3 Motoren gemeinsam.

Und beim Lastwiderstand mit 8,8 kW genauso,hier ist es die echte Last mit der man rechnet.

MfG
duck313

#7

Hallo merimies,

In der Skizze sind die beiden Batterien nicht in Reihe,
sondern gegeneinander geschaltet. Ist das Absicht oder
Versehen?

Das dürfte Absicht sein!

Es geht nur ums Rechnen, technisch ist es Nonsens.

MfG Peter(TOO)

#8

Hallo,
zu ersteinmal danke sehr, allerdings komme ich immer noch nicht weiter.
Ri1= 2 Ohm
Ri2= 4 Ohm
U1= 7,6 V U=Uq-I*Ri
U2= 15,2 V
I=1,2

Aber ich komme jetzt einfach nicht auf die Ideale Spannungsquelle.
Laut den Lösungen müsste sie -3,2V sein.

LG John

#9

Danke, habs jetzt geschafft und auch verstanden :smile:

#10

Danke sehr, ist doch nicht so schwer, wenn man es einmal verstanden hat :smiley:

#11

hallo.

zu ersteinmal danke sehr, allerdings komme ich immer noch
nicht weiter.
Ri1= 2 Ohm
Ri2= 4 Ohm
U1= 7,6 V U=Uq-I*Ri
U2= 15,2 V
I=1,2

Aber ich komme jetzt einfach nicht auf die Ideale
Spannungsquelle.

dein denkfehler liegt darin, daß du die idealen spannungsquellen (die du brauchst, um eine batterie mit innenwiderstand darzustellen) eines teiles ihrer leerlaufspannungen beraubst.
der spannungsabfall an Ri hat aber keinen einfluß auf die leerlaufspannung der idealen spannungsquelle.
anders gesagt: die spannung der idealen spannungsquelle ist immer gleich.
also bleibt U1_0 = 10V und U2_0 = -20V. die spannungsabfälle an den innenwiderständen werden natürlich je nach stromfluß größer.

damit: maschenregel. pfeile beachten.

Uq + U1_0 + UR + U2_0 + I*(Ri1 + Ri2) = 0
Uq = ?

Laut den Lösungen müsste sie -3,2V sein.

sic.

gruß

michael

#12

Danke, jetzt leuchtet es mir ein :smile: