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Forum "Elektrotechnik" - Spannungsteiler
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Spannungsteiler: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 11:07 Mo 03.07.2006
Autor: pyromelana

Aufgabe
Ein Spannungsteiler liegt an 200V. Dabei fließt ein Strom von 20mA. An einem Widerstand liegt eine Teilspannung von 70V an. Mit dieser Teilspannung soll ein Verbraucher versorgt werden, der bei 70V eine Leistung von 0,35W aufnimmt. Auf welche Spannungswert bricht die Spannung ein, wenn dieser Verbraucher angeschlossen wird?

Hab ich dies richtig gerechnet?

Alsooooo,
Ein Strom von 20mA bei einer Spannung von 200V fließt bei einem Widerstand von R=U/I =>
200V/20mA = 10k Ohm

Der Verbraucher:

I=P/U =>  0,35W / 70V = 5mA

R=P/I² => 0,35W / (5mA)² = 14k Ohm

Entsprechend gilt bei einem Spannungsteiler

U / U1 = R / R1 => U = U1 x R / R1 =>

U = 70V x 10k Ohm / 14k Ohm = 50 V





Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.

        
Bezug
Spannungsteiler: Antwort (fehlerhaft)
Status: (Antwort) fehlerhaft Status 
Datum: 17:51 Mo 03.07.2006
Autor: Schwangerepaepstin

@Pryromelana,

deine Formelaufstellung ist richtig und die Rechnung bezüglich der Formelanpassung auf die Bedürfnisse des Spannungsteilers ist richtig. Aus der Logik heraus wird immer eine Teilspannung an einem Verbraucher der gnadenlos seine Leistung benötigt und auch abruft, egal von wem er die Leistung über das Leistungprodukt bekommt, abfallen. An dem anderen Verbraucher ( R = 10 KOhm) des Spannungsteilers wird  eine Leistung von 2,25 W Wirkleistung aufgenommen bei einer Spannung von 150 V und einem Strom von 15 mA.

Viel Erfolg weiterhin.

Gruß

Schwangerepaepstin

Bezug
        
Bezug
Spannungsteiler: Antwort -EDIT-
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:58 Mo 03.07.2006
Autor: Karthagoras

Hallo pyromelana, [flatto-leiderned]

Ein Spannungsteiler besteht aus zwei Widerständen, wie abgebildet:
[Dateianhang nicht öffentlich]

[mm] $R_2$ [/mm] errechnet sich aus dem Ohmschen Gesetz:
[mm] $R_2=\frac{70}{0{,}020}\frac{V}A=\red{3500\Omega}$ [/mm] , aber das hattest du ja schon ausgerechnet.
[ok]

[mm] $R_1$ [/mm] , den du mit keinem Wort erwähnt hattest, errechnet sich ebenfalls aus dem Ohmschen Gesetz:
[mm] $R_1=\frac{200-70}{0{,}020}\frac{V}A=6500\Omega$ [/mm]

Der Verbraucher hat einen Widerstand von
[mm] $R_3=\frac{70^2}{0{,}35}\frac{V^2}{VA}=14000\Omega$ [/mm]
Du hast die richtige Formel [ok] für den richtigen Zusammenhang [ok]
aufgestellt und richtig ausgerechnet. [daumenhoch]

Das Zusammenwirken des Verbrauchers und des Spannungsteilers zeigt folgende Skizze:
[Dateianhang nicht öffentlich]

Vielleich möchtest du diese erst einmal auf dich wirken lassen und dann selbst weiterrechnen.

Gruß Karthagoras

Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: png) [nicht öffentlich]
Anhang Nr. 2 (Typ: png) [nicht öffentlich]
Bezug
                
Bezug
Spannungsteiler: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 20:48 Mo 03.07.2006
Autor: pyromelana

Vielen Dank Karthagoras,
mit Deiner Antwort kann ich wesentlich mehr anfangen^^. Äh, zum dem "R1", den ich nicht angegeben hab... ich hab die Aufgabenstellung exakt so abgeschrieben wie sie gestellt war... auf die fehlenden Bauteile muss man wohl selber kommen

Gruss
pYrOmElAnA

Bezug
                        
Bezug
Spannungsteiler: Macht ja nix!
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:26 Mo 03.07.2006
Autor: Karthagoras

Hallo pyromelana,

Dein „Aufgabenausdenker” möchte anscheinend, mehrere Fliegen
mit einer Klappe erledigen. Vielleicht [kopfkratz2] hat er ja damit sogar recht.

> ... ich hab die
> Aufgabenstellung exakt so abgeschrieben wie sie gestellt
> war... auf die fehlenden Bauteile muss man wohl selber
> kommen.

Ja, wahrscheinlich ist das die Absicht. (Das muss derselbe Typ sein, der dir beim Rasenmäher den dritten Leiter untergejubelt hat??!!)

Gruß Karthagoras


Bezug
                                
Bezug
Spannungsteiler: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 09:52 Di 04.07.2006
Autor: pyromelana

Genau der gleiche Typ mit den 3 Kabeln ;-)

Also, dank Deinem Denkanstoß hab ich die Lösung gefunden:


Spannungsteiler
R1 = 70 V / 20 mA = 3500 Ohm (nicht wie Du geschrieben hast, ist aber sicherlich nur "vertippt")
R2 = 200 V - 70 V / 20 mA = 6500 Ohm

Dann wird der Verbraucher parallel zu (bei mir) R1 geschaltet. Damit ergibt sich ein Gesamtwiderstand von 9300 Ohm (R1 // R2 + R3(Verbraucher)), bei 20mA sinkt die Gesamtspannung auf 9300 Ohm x 20mA = 186 V

Bezug
                                        
Bezug
Spannungsteiler: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 10:56 Di 04.07.2006
Autor: Karthagoras


> Spannungsteiler
> R1 = 70 V / 20 mA = 3500 Ohm (nicht wie Du geschrieben
> hast, ist aber sicherlich nur "vertippt")

Ja, da hast du mich erwischt.
Keine Ahnung, [keineahnung] wer oder was mich da gebissen hat.

>  R2 = 200 V - 70 V / 20 mA = 6500 Ohm

Einverstanden! [ok]
  

> Dann wird der Verbraucher parallel zu (bei mir) R1
> geschaltet. Damit ergibt sich ein Gesamtwiderstand von 9300
> Ohm…

Ja, da stimmt komischerweise.

> … (R1 // R2 + R3(Verbraucher)), …

Quatsch, es muss heißen (ich benutze deine Nummerierung.):
[mm]R_{gesamt}=\blue{\left(R_1 \parallel R_3\right)}+ R_2[/mm]

(So musst du auch gerechnet haben, sonst wäre nicht [mm] 9300\Omega [/mm] rausgekommen. )

So, du hast jetzt einen völlig anderen Widerstand bekommen.

Vorher [mm] $R_1+ R_2=10000\Omega$ [/mm] jetzt sind es [mm] $\left(R_1 \parallel R_3\right)+ R_2=9300\Omega$ [/mm]

> …bei 20mA …

Wie kommst du auf das schmale Brett, dass bei 200V (die bleiben nämlich! Eigentlich sind diese 200V das Einzige, was bis zum Ende der Aufgabe bleibt.) …, dass bei 200V der Strom derselbe bleibt, wenn sich der Widerstand des Widerstandsnetzwerkes um schlappe 7% verringert.

Rechne es aus, aber ich schätze mal, dass sich der Strom dann um ca. 7% erhöht.

Das muss im Moment reichen [mussweg]

Gruß Karthagoras

Bezug
                                                
Bezug
Spannungsteiler: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 11:15 Di 04.07.2006
Autor: pyromelana

Gerade zu Deinem letzten Punkt... ja, dies hat mich auch schon gewundert... logischerweise bei einer festen Spannung und einem sich ändernden Widerstand ändert sich der Strom. Hier wäre es:

I = U/R
200V / 9300 Ohm = 2,15 mA (mit Deinen 7% liegst Du ziemlich richtig)...

Aber! In der Aufgabenstellung heißt es, Zitat: Auf welchen Spannungswert bricht die Spannung ein, wenn der Verbraucher angeschlossen wird?

Daher dachte ich, dass der Strom wohl identisch bleiben soll....

Bezug
                                                        
Bezug
Spannungsteiler: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 11:35 Di 04.07.2006
Autor: Karthagoras

Nee [old],

die Gesamtspannung bleibt.

Was zusammenbricht ist die Teilspannung am Spannungsteiler.
Im Leerlauf war sie 70V. Geh davon aus, dass sie auf 60V runter geht, vielleicht 55V.

Ausrechnen kannst du die indem du deinen Strom von 2,15mA
21,5mA mit [mm] $\left(R_1 \parallel R_3\right)$ [/mm] multiplizierst.

Ich erwarte das Ergebnis [clown] mit großer Spannung[clown],

Karthagoras

Bezug
                                                                
Bezug
Spannungsteiler: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 12:30 Do 06.07.2006
Autor: pyromelana

ups, ja mein Fehler mit dem Strom. Der steigt ja auf 21,5 mA. Hab mich wohl beim Ablesen vertan...

Die Spannung am Verbraucher lässt sich dann auf 2 Wegen ermitteln:

U = 6500 Ohm x 21,5 mA = 139,75 V
200 V - 139,75 V = 60,25V

oder

U = R2||R3 x I => 1/6500 + 1/14000 = 1/Rers
=> 2800 Ohm x 21,5 mA = 60,2 V

Voila...

Es geht aber grad weiter mit meinen Fragen... dazu aber neue Threats



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