Ich simuliere gerade eine Schaltung in LTSpice und bin gerade dabei für den richtigen Aufbau den jeweiligen Widerständen anhand der Leistung, die an ihnen verbraten wird die jeweilige Bauform zuzuordnen. In diesem Zusammenhang hat sich mir vorher eine Frage aufgeworfen, welche ich hier kurz stellen möchte. LTSpice berechnet ja aus den Momentanwerten von Spannung und Strom die Momentanleistung an einem Bauteil? Wenn der Strom durch einen Widerstand nun getaktet ist, dann ist die rechteckförmige Leistung beispielsweise 10ms 1W und 10ms 0W. Ist der Leistungswert für den der Widerstand ausgelegt dann der arithmetische Mittelwert (Gleichanteil) , also 0.5W oder der Effektivwert der Momentanleistung?
Es geht um die thermische Belastbarkeit also in deinem beispielsweise 0,5W sind ok
stefan schrieb: > Ist der Leistungswert für den der Widerstand > ausgelegt dann der arithmetische Mittelwert (Gleichanteil) , also 0.5W > oder der Effektivwert der Momentanleistung? Überleg mal selbst. Die Leistungsangabe bei einem Widerstand basiert auf seiner max. Betriebstemperatur und seinem Vermögen zur Wärmeabgabe.
Kirl schrieb: > Es geht um die thermische Belastbarkeit also in deinem beispielsweise > 0,5W sind ok OK. Anderes Beispiel: Ich habe einen rechteckförmigen Strom durch einen Widerstand. Der Strom sei 10ms 1A und 10ms 0A. Wenn ich jetzt die im Widerstand umgesetzte Leistung mit P=I²*R berechne. Warum ist I dann nun der Effektivwert und nicht mehr der arithmetische Mittelwert wie im vorherigen Beispiel?
stefan schrieb: > OK. Anderse Beispiel: OK. Alle Beispiel: Du musst die Momentanleistungen berechnen und davon den Mittelwert bilden. Das gilt natürlich nur für schnelle Änderungen der Leistung. Der Widerstand muss die gleiche Temperatur halten können.
Meine Frage ist jetzt: Wenn man einen rechteckförmigen Strom gegeben hat. Warum man dann zuerst dessen Effektivwert berechnet, diesen dann quadriert und anschließend das Quadrat mit dem Widerstandswert multipliziert um die Leistung zu erhalten. Warum berechnet man nicht zuerst den Mittelwert des Stromes, quadriert diesen dann und multipliziert dann das Quadrat mit dem Widerstandswert um die Leistung zu erhalten? Gruß
stefan schrieb: > Meine Frage ist jetzt: Wenn man einen rechteckförmigen Strom gegeben > hat. Warum man dann zuerst dessen Effektivwert berechnet, diesen dann > quadriert und anschließend das Quadrat mit dem Widerstandswert > multipliziert um die Leistung zu erhalten. > > Warum berechnet man nicht zuerst den Mittelwert des Stromes, quadriert > diesen dann und multipliziert dann das Quadrat mit dem Widerstandswert > um die Leistung zu erhalten? > > Gruß Na komm schon, stefan. Grundlagen der Elektrotechnik. Was genau sagt der Effektivwert aus?
al3ko schrieb: > Na komm schon, stefan. Grundlagen der Elektrotechnik. Was genau sagt der > Effektivwert aus? Ich studiere im 8. Semester Elektrotechnik. Und du kannst auch davon ausgehen, dass ich weiß, dass der Effektivwert derjenige Wert einer Wechselspannung ist, der in einem Widerstand die selbe Wärmewirkung erzeugt wie eine Gleichspannung des selben Wertes. Ich kenne auch die Formeln für Gleichanteil und Effektivwert. Aber ich tue mir grad schwer die Brücke zwischen beiden Fällen zu finden. Darum wärs nett wenn mir mal jemand eine Erklärung liefert, anstatt so zu tun als ob man den Grund wüsste.
al3ko schrieb: > Na komm schon, stefan. Grundlagen der Elektrotechnik. Was genau sagt der > Effektivwert aus? Beitrag "Hilfe beim Platinenlayout benötigt" Du kannst dir so einen Ton echt nicht erlauben...
stefan schrieb: > al3ko schrieb: >> Na komm schon, stefan. Grundlagen der Elektrotechnik. Was genau sagt der >> Effektivwert aus? > > Ich studiere im 8. Semester Elektrotechnik. Und du kannst auch davon > ausgehen, dass ich weiß, dass der Effektivwert derjenige Wert einer > Wechselspannung ist, der in einem Widerstand die selbe Wärmewirkung > erzeugt wie eine Gleichspannung des selben Wertes. > > Ich kenne auch die Formeln für Gleichanteil und Effektivwert. Na also, wo ist dann das Problem?
Daraus folgt:
Beispiel: 10V, 10A, Tastverhältnis 0,1 Leistung: P1=10V*10A=100W aber nur für 10% Mittlere Leistung: 0,1*100W=10W Das wolltest du rechnen: Mittlere Spannung: 10V*0,1=1V Mittlerer Strom: 10A*0,1=1A Falsche Leistung: 1V*1A=1W LTspice kann dir direkt die mittlere Leistung anzeigen. 1. Alt-Taste halten und auf Bauteil klicken. -> plottet Formel 2. Ctrl-mouseclick auf Plot-Label(Formel) im Waveform-window. -> Ergebnis in kleinem Zusatzfenster
al3ko schrieb: > Na also, wo ist dann das Problem? > Daraus folgt: Jetzt hast du mir die Formeln für die Leistung schön zusammengefasst. Was mir jetzt aber immer noch niemand erklären konnte ist, warum man die im Mittel umgesetzte Leistung mit P=Ieff² * R und nicht mit P=Imittel * R berechnet. Das ist ja meine eigentliche Frage.
Überleg mal, welche Leistung bei Wechselspannung bei deinen Formeln rauskommen würde. Imittel ist dort nämlich 0. Der Effektivwert ist != 0.
Martin schrieb: > Überleg mal, welche Leistung bei Wechselspannung bei deinen Formeln > rauskommen würde. Imittel ist dort nämlich 0. Der Effektivwert ist != 0. Dieser Zusammenhang ist mir bekannt. Gilt aber nur bei reinen Wechselgrößen. In meinem Fall habe ich aber eine Mischgröße mit Gleich- und Wechselanteil.
stefan schrieb: >> Überleg mal, welche Leistung bei Wechselspannung bei deinen Formeln >> rauskommen würde. Imittel ist dort nämlich 0. Der Effektivwert ist != 0. Guter Einwand. Jetzt hab ich es verstanden. Ein Strom setzt sowohl der Gleich- als auch der Wechselanteil Wärme in einem Widerstand um, da der Wechselanteil immer Wärme erzeugt, da dem Widerstand egal ist ob der Strom gleich lang in positive und negative Richtung fließt. Bei der Leistung ist der Wechselanteil immer gleich 0, da sich positive Leistung(Abgabe) und negative Leistung(Aufnahme) gegenseitig aufheben. OK. Das habe ich jetzt verstanden. Jetzt habe ich aber noch eine Frage zu dem Thema (der eigentliche Auslöser meiner Frage). Bei Dioden(z.B. BAV21W) wird immer der rectified average current im Datenblatt angegeben: http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/vishay/85750.pdf Eine Diode besitzt in Vorwärtsrichtung ja einen differentiellen Widerstand und einen Bahnwiderstand. Warum ist dann hier für die maximale Wärmeentwicklung der Mittelwert des Stromes (average rectified current) und nicht der Effektivwert des Stromes maßgebend.
Weil bei der Diode die Spannung ziemlich konstant gehalten wird, wenn sich der Strom verändert. Damit ändert sich die Leistung an der Diode nicht quadratisch, wie beim Widerstand, sondern nur linear. Damit ist der Mittelwert entscheidend.
Martin schrieb: > Weil bei der Diode die Spannung ziemlich konstant gehalten wird, wenn > sich der Strom verändert. Damit ändert sich die Leistung an der Diode > nicht quadratisch, wie beim Widerstand, sondern nur linear. Damit ist > der Mittelwert entscheidend. Gute Erklärung. Ist gar nicht so einfach da immer den Überblick zu behalten. Das mit der Spannung hab ich jetzt ganz übersehen.
stefan schrieb: >> Weil bei der Diode die Spannung ziemlich konstant gehalten wird, wenn >> sich der Strom verändert. Damit ändert sich die Leistung an der Diode >> nicht quadratisch, wie beim Widerstand, sondern nur linear. Damit ist >> der Mittelwert entscheidend. Jetzt habe ich mir deine Erklärung mal nochmal genauer angeschaut. Aber so hundertprozentig verstehe ich sie noch nicht. Sie leuchtet zwar ein und zeigt schön den Unterschied zwischen Widerstand und Diode. Ich verstehe aber trotzdem noch nicht, warum man immer wenn eine Größe quadriert in das Endergebnis miteinfließt den Effektivwert und wenn die Größe unquadriert in die Leistungsberechnung miteingeht den Mittelwert nimmt. Kann mir das jemand näher erklären?
stefan schrieb am 03.03.2013 um 13:32: > Ich studiere im 8. Semester Elektrotechnik. Und du kannst auch davon > ausgehen, dass ich weiß, dass der Effektivwert derjenige Wert einer > Wechselspannung ist, der in einem Widerstand die selbe Wärmewirkung > erzeugt wie eine Gleichspannung des selben Wertes. Dann besteht ja noch Hoffnung ...
Eine Diode kann in einem Arbeitspunkt in guter Näherung als eine Reihenschaltung aus Spannungsquelle Uo und Widerstand rd modelliert werden. Für die Verluste an einer Spannungsquelle ist der Mittelwert des Stroms entscheidend, für den Widerstand der Effektivwert. Für die Verluste der Diode bedeutet das dann: P = Uo*I_avg + rd*I_rms^2 Ist die Steigung der Diodenkennlinie ziemlich groß bedeutet das einen sehr kleinen differentiellen Widerstand rd. Dieser Anteil kann dann vernachlässigt werden.
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