Forum: Ausbildung, Studium & Beruf Aufgabe komplexer Widerstand


von Dummer Student (Gast)


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Hallo Leute,

gestern war bei uns in der Uni in einem Mini-Test folgende Aufgabe dran:

Parallel zu einem Wirkwiderstand von 40 MOhm ist ein Kondensator von 50 
pF geschaltet. Berechnen Sie die Wirkkomponente des Gesamtwiderstandes 
bei 17,1 Hz. Runden Sie das Ergebnis zu Ganzzahl und geben Sie es ohne 
Einheit ein.


Ich habe den komplexen Widerstand vom C halt ausgerechnet mit 
1/(2*Pi*f*C) und bin dabei auf 1.86*10^8 Ohm gekommen.

Dann habe ich eben den Gesamtwiderstand mit 1/rges = 1/r1 + 1/r2 
ausgerechnet und kam dabei auf 33*10^6 Ohm

Ist das richtig?
Heute wurde auf der Website aufgelöst und es kam nur 33 raus. Warum habe 
ich dann noch ein *10^6 hinten dran?


Dankeschön für hoffentlich baldige Aufklärung :)

von Dummer Student (Gast)


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Genauso hier die nächste Aufgabe

Ein cosinusförmiger Strom 33 Hz erreicht zum Zeitpunkt t = 3 s den Wert 
-14,7 A. Bestimmen Sie den Effektivwert des Stromes in Ampere. Runden 
Sie das Ergebnis zu Ganzzahl und geben Sie es ohne Einheit ein.

Ich habe dann den Cosinus-Wert bei t=3 Sekunden mithilfe von 
cos(2*pi*33*3) ausgerechnet und da kam 1 (also volle Amplitude raus).

Das heisst ja dass 14,7 A der Scheitelwert ist, oder?

Dann habe ich 14,7 / wurzel(2) gerechnet und kam auf ca. 10 A

Warum ist die Lösung aber 20 A?!

Danke nochmals ^^

von Peter Enis (Gast)


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Hi,

sollte beim komplexen rechnen nicht auch ein j vorkommen?

Wiki ist dein Freund!

Gruß,
Peter

von Tilo (Gast)


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Im Zweifelsfall gehts auch ohne komplexe Rechnung.
Mal dir einfach mal auf, in welchem Winkel R und X_c liegen und wie 
Vektoren addiert werden.

von hajo (Gast)


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Uni? Kommt einem vor wie Kindergarten, schon von der Wahl der 
"Fachbegriffe" her.

von NurEinGast (Gast)


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@hajo (Gast)
... und wer will das wissen ?
... und wie hilft das nun weiter ?

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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HM

komische Aufgabe

bei der Wirkkomponente spielt ein idealer C keine Rolle egal welche 
Frequenz

dieser wirkt sich auf den Blindanteil und über den Pythagoras auf den 
Schein-(Komplexen) Widerstand aus.

Entweder würfelst du Begriffe durcheinander oder die Lösung ist genauso 
falsch wie die Frage unsinnig, es sei den als Aufmerksamkeitstest.

Namaste

von Sebastian K. (koocky)


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Die erste Aufgabe ist irgendwie nicht so richtig eindeutig gestellt. Die 
Wirkkomponente eines komplexen Gesamtwiderstandes ist doch der 
Wirkwiderstand, also der ohmsche Widerstand.

Ansonsten schau mal hier :

http://de.wikipedia.org/wiki/Parallelschaltung#Impedanz.2C_Admittanz

von Dummer Studend (Gast)


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Also erstmal danke für die Antworten:

@hajo: Ich war anfänglich auch etwas irritiert durch die Begriffe, weil 
sie so auch nie wirklich in den Vorlesungen genannt wurden. Die 
Aufgabenstellung habe ich so 1:1 rauskopiert wie sie in einem Kurztest 
drankamen an der TU-Darmstadt.


Also bei der 1. Aufgabe würde ich ja grundsätzlich sagen C und R und 
Impedanz ausrechnen.. Kein Problem (aber nur wenn sie in Reihe wären).

ich habe jetzt probiert die Impedanz dadurch rauszubekommen, dass ich 
die Ströme durch R und C ausgerechnet habe und über den Pytagoras den 
wirklichen Strom und daraus dann die Impedanz. Aber dann kam ich auf 39 
MOhm was ja wohl net stimmen kann ;)


Zur 2. Aufgabe weiss ich immer noch nichts besseres leider :(

von Dummer Student (Gast)


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Oh gott wie peinlich ich habe mich mit "d" am ende geschrieben, ich 
hoffe ihr verzeiht mir!!

von Daniel P. (dpolz)


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Dummer Student schrieb:
> Ich habe den komplexen Widerstand vom C halt ausgerechnet mit
> 1/(2*Pi*f*C) und bin dabei auf 1.86*10^8 Ohm gekommen.
>
> Dann habe ich eben den Gesamtwiderstand mit 1/rges = 1/r1 + 1/r2
> ausgerechnet und kam dabei auf 33*10^6 Ohm

So darf man aber bei Wechselströmen aber nicht rechnen.

Z = 38,2M - j8,22M
Wirkkomponente = Re(Z) = 38,2M
|Z| = sqrt(38,2M² + 8,22M²)= 39M

Ist mir absolut schleierhaft, wie da jemals 33 Ohm rauskommen soll. Doch 
nicht mit 40 Megaohm und einem winzigen Kondensator. Da müsste die 
Impedanz des Kondensators nahe 33 Ohm liegen. Wie soll das mit einer so 
niedrigen Fequenz klappen?

Ich glaube, du hast dich verlesen?

von Wissender (Gast)


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Ach komm lass ihn, du weisst doch, Uni halt... :-D

von Daniel P. (dpolz)


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Wissender schrieb:
> Ach komm lass ihn, du weisst doch, Uni halt... :-D

Wie soll ich das jetzt verstehen? ;-)

Kennen wir uns?

von Sebastian K. (koocky)


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Daniel Polz schrieb:
> Z = 38,2M - j8,22M

Wie bist du denn auf den Wirkanteil gekommen ? Der ist doch gegeben ?!?!
Und wie du auf den Blindanteil gekommen bist ist mir ebenso 
schleierhaft.

Aber im Endeffekt komm ich auch auf 39 MOhm.

von Andreas (Gast)


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Dummer Studend schrieb:
> Zur 2. Aufgabe weiss ich immer noch nichts besseres leider :(

Das ist ein Klassiker unter den Fehlern, also nix schlimmes.

Du hast richtig errechnet, dass Du den Spitzenstrom hast. Tipp: 
Ganzzahlige Frequenz und ganze Sekunde => volle Periode, also wie t=0.

Den Spitzenwert hast Du vorgegeben bekommen. Aber male es Dir mal auf 
(kein Witz, das hilft).

Von 0..Spitze ist nur die Hälfe des gesamten Stroms (das ist die 
Amplitude). Der Strom hat aber natürlich auch eine negative Halbwelle, 
denn es soll ja eine Cos-fkt sein ;-)

Um den Effektivwert zu berechnen musst Du aber den Spitze-Spitze-Strom 
betrachten und diesen durch \sqrt(2) teilen. Du hast aber die Amplitude 
benutzt. Darum hast Du nur die Hälfte.

Und denk dran, dass die \sqrt(2) nur bei Sinus/Cosinusform klappt, bei 
anderen Verläufen, zB Dreieck, Rechteck, stimmt das nicht mehr.

Hth
Andreas

von Daniel P. (dpolz)


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Sebastian K. schrieb:
> Wie bist du denn auf den Wirkanteil gekommen ? Der ist doch gegeben ?!?!
> Und wie du auf den Blindanteil gekommen bist ist mir ebenso
> schleierhaft.

Y = 1/R + jwC = (1 + jwCR)/R
Z = R / (1 + jwCR)
  = (R * (1 - jwCR)) / (1² - j² * (wCR)²)
  = (R - jwCR²) / (1 + (wCR)²)
  = R/(1 + (wCR)²) - j(wCR²/(wCR)²)

                 R
Wirkanteil = ---------- = 38,2 M
             1 + (wCR)²

von Sebastian K. (koocky)


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Andreas schrieb:
> Um den Effektivwert zu berechnen musst Du aber den Spitze-Spitze-Strom
> betrachten und diesen durch \sqrt(2) teilen. Du hast aber die Amplitude
> benutzt. Darum hast Du nur die Hälfte.

Das halte ich für ein Gerücht.

von Marek N. (Gast)


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Nabend,

ich hab auch erst den Kopf geschüttelt und gesagt: Jo, Wirkanteil 40 
MOhm, sieht man doch!
Dann hab ich mal nachgerechnet und auch über die Leistungsbilanz. Weil 
mir die Zahlen zu klein und unhandlich waren, hab ich mal was 
einfacheres genommen.
R_p = 50 Ohm
X_cp = 50 Ohm
Z_p = 1 / Y_p = 1 / (1/50 + j 1/50) Ohm = 35,35 Ohm * e^-j45° 
(kapazitive Komponente durch negativen Phasenwinkel so weit plausibel)

Äquivalenter Serienwiderstand:
R_s = |Z_p| * cos(phi) = 35,35 Ohm / sqrt(2) = 25 Ohm (sic!)
X_cs = |Z_p| * sin(phi) = 35,35 Ohm / sqrt(2) = 25 Ohm (sic!)

Probe über Leistungsbilanz:
Die Schaltung sei an eine Wechselspannung mit U = 230 V *e^j0° 
angeschlossen.
Aufgenommener Strom:
I_in = U / Z = 230  V * e^j0° / 35,35 * e^-j45° = 6,505 A e^j45° 
(voreilender Strom bestätigt kapazitive Komponente)
Über dem Parallelwiderstand fällt die volle Spannung ab, die Umgesetzte 
Leistung ist
P_rp = U * U^* / R_p = (230 V)^2 / 50 Ohm = 1058 W

Die von der Quelle abgegebene Leistung ist
P_q = |U|*|I_in|*cos(phi) = 230 V * 6,5 A / sqrt(2) = 1058 W q.e.d.

In der äquivalenten Serienschaltung wird der äquivalente 
Serienwiderstand R_s vom Strom I_in durchflossen und setzt folgende 
Leistung um:
P_rs = I * I^* R_s = (6,505 A)^2 * 25 Ohm = 1057,88 W = P_rp = P_q 
(Rundungsfehler)

Es ist schon erstaunlich, dass man im ersten Moment falschen Freunden 
aufsitzt und denkt, die Aufgabe sei so trivial, dass man nicht 
rechnen/überlegen müsse.

Übrigens, die Aufgabe ist auch bisschen ungenau formuliert. Wäre nach 
dem Wirkanteil der äquivalenten Serienimpedanz gefragt, gäbe es keine 
Verwirrungen denk ich.

Beste Grüße, Marek

von Bolle (Gast)


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Puh das kapier ich nich.
Aber ich bin ja auch kein Ingenieur.

von Dummer Student (Gast)


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Dann mal danke an alle weiteren Posts hier!


@Marek N
Willst du damit ausdrücken, dass die 33 Ohm also doch richig sind jetzt?

Ich bin ehrlich gesagt grad leicht verwirrt wegen der ganzen Aufgabe.


Was ist jetzt mit der Aufgabe wo man den effektiv-Strom ausrechnen soll?
Ist die jetzt richtig oder falsch weil es einer angezweifelt hat?


Danke & schönen Abend noch!

von Marek N. (Gast)


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Die Impedanz der Parallelschaltung ist bei dieser Frequenz 39,107 MOhm * 
e^-j12,12°. Der äquivalente Serienwiderstand beträgt 38,234 MOhm.

von Daniel P. (dpolz)


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Bolle schrieb:
> Puh das kapier ich nich.
> Aber ich bin ja auch kein Ingenieur.

Ich auch nicht ;-)

Dummer Student schrieb:
> Willst du damit ausdrücken, dass die 33 Ohm also doch richig sind jetzt?

Ich habe es dir doch sogar vorgerechnet und dich explizit mit logischen 
Schlüssen darauf hingewiesen, dass deine Lösung Quatsch sein muss.

Muss doch jedem auffallen, dass ein 40M-Widerstand und ein popeliger 
Kerko keinen Ersatzwiderstand von 30R geben (Bei der Frequenz kann ich 
ja noch zukucken :-). Das wären bei 230V ja >7A, obwohl langsamer als 
Netzspannung. Fast ausschließlich durch nen Kerko?

Siehst ja, dass die richtige Lösung sechs (!) Zehnerpotenzen darüber 
liegt.

von Andreas (Gast)


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Sebastian K. schrieb:
> Andreas schrieb:
>> Um den Effektivwert zu berechnen musst Du aber den Spitze-Spitze-Strom
>> betrachten und diesen durch \sqrt(2) teilen. Du hast aber die Amplitude
>> benutzt. Darum hast Du nur die Hälfte.
>
> Das halte ich für ein Gerücht.

Ich auch. Das ist Unsinn gewesen. Danke für die Korrektur.

Man sollte eben nicht 3 Sachen parallel rechnen :(
Sry 4 te bug.

Gruss
Andreas

von Michael S. (technicans)


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@Dummer Student
Auch Profs sind fehlbar. Hatte mal einen der erst mühsam belehrt werden
musste.
Pass bei ner richtigen Prüfung auf, das dir auch die Punkte korrekt
angerechnet werden. Da hatte ich auch schon so Erlebnisse.

von High Performer (Gast)


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Profs sind unfehlbar. Genau wie ich.

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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da sollten wir dich wohl gott nenne

maigot

von O. (Gast)


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Dummer Student schrieb:
> Runden Sie das Ergebnis zu Ganzzahl und geben Sie es ohne
> Einheit ein.

Aha, eine Fangfrage; und mehrdeutig.
Und falsches Ergebnis

Re(Z) = ca. 38,23 * 10^6 Ohm

38,23 MOhm  => Ergebnis ist 38

38230000 Ohm => ergebnis ist 38230000

Auf keinen Fall 33.

Scheiss-Prof.

von Heinz (Gast)


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> Scheiss-Prof.

Das Problem ist bestimmt der "doofe Student"!

von Michael S. (technicans)


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Winfried J. schrieb:
> da sollten wir dich wohl gott nenne

Dafür kennt Gott Gnade, die Arbeitgeber nicht.

von Dipl.-Gott (Gast)


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> Andreas schrieb:
>
> Um den Effektivwert zu berechnen musst Du aber den Spitze-Spitze-Strom
> betrachten und diesen durch \sqrt(2) teilen.

Nein, durch sqrt(8).




Ist die Spannung (oder der Strom) exponentiell bedämpft, sollte 
folgendermaßen gerechnet werden:

1. Arithmetischer Mittelwert zweier konsekutiver Scheitelwerten gleicher 
Polarität.

2. Arithmetischer Mittelwert der Beträge von A und dem Scheitelwert der 
eingeschlossenen Halbwelle, die von entgegengesetzter Polarität ist.

3. Dividieren durch Wurzel 2.

Anwendung: Auswertung von Kurzschlußströmen.


Ahoi

von Michael S. (technicans)


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High Performer schrieb im Beitrag #2500226:
> Alles falsch!!

Dann machs doch besser als die anderen.
Ein Dutzend Experten und ein Dutzend Lösungen, geil.

von Dummer Student (Gast)


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Also nachdem heute mein Tabellenbuch für E-Technik angekommen ist habe 
ich gleich mal da drinnen geschaut.

Da war für eine rc parallel Schaltung folgende Gleichung: 
z=(r²*x²)/sqrt(r²+x²)

Mit der komme ich jetzt auch auf die 39 M Ohm.

Vielen dank. Ich werde unserem Betreuer gleich mal eine email 
schreiben...

Was ist jetzt eigentlich mit der cos-aufgabe wo man den Strom berechnen 
sollte?


Grüße

von ... (Gast)


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Dummer Student schrieb:
> Dummer Student

Ich kann hier nur den Kopf schütteln, welche Fragen hier ein 
offensichtlich angehender Student stellt. Ich tu es mal als Trollerei 
ab, dann ist es wenigstens nicht so schlimm.

von Dummer Student (Gast)


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sry habe die formel falsch gepostet....

im Zähler sind keine Quadrate!

von Dummer Student (Gast)


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@...

Danke auch für deine motivierenden Worte.
Ich bin leider erst im 1. Semester und irgendwann muss es ja mal gelernt 
werden. Für mich ist dies auch alles neuer Stoff.

von Christian L. (cyan)


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Dummer Student schrieb:
> Was ist jetzt eigentlich mit der cos-aufgabe wo man den Strom berechnen
> sollte?

Die Musterlösung ist falsch. Der korrekte Wert lautet 10,39A.
Weise am besten die für die Aufgaben zuständige Person auf die Fehler 
hin.

LG Christian

von Dummer Student (Gast)


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Okay danke dir Christian, dann wären jetzt alle meine Fragen 
beantwortet!

Vielen Dank an alle, die meine Fragen ernst genommen haben und mir 
Lösungswege aufgezeigt haben.

Ich werde jetzt ne email mal los senden!


Schönes WE noch!

von ... (Gast)


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Dummer Student schrieb:
> @...
>
> Danke auch für deine motivierenden Worte.
> Ich bin leider erst im 1. Semester und irgendwann muss es ja mal gelernt
> werden. Für mich ist dies auch alles neuer Stoff.

Wer schon so einen Nick-Namen wählt, sollte sich nicht über Spott 
wundern. Und eines sei dir noch gesagt, wenn du schon bei so einer 
Pippiaufgabe in einem Forum fragen musst, dann möchte ich gerne wissen 
was du machst, wenn du erst mal Aufgaben aus der Theoretischen 
Elektrotechnik lösen möchtest.

Kerl, setzt dich mal mit deinen Kommilitonen hin und erarbeitet euch mal 
die Lösungswege. Was ist das denn für ein Murcks?

Armes Deutschland!

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