Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leistung an Spule


von Trhh (Gast)


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Ich habe eine konkrete Frage. Ich habe ein Rechtecksignal(Spannung), 
was an eine Induktivität und einen Widerstand (in Serie)angelegt wird. 
Der Strom der daraus resulitert wäre ja ein Dreiecksignal mit IL = 1/L* 
Integral usw..

Wenn ich die Fourierkoeffiznten habe, von der Spannung habe, wie komme 
ich auf den Strom, ohne noch eine Fourierreihe anzusetzen?

Wie komme ich auf die Spannung am Widerstand ohne Differenzialgl.

Ich kann zwar Fourier und Differenzialgl. habe aber beim Test nur eine 
Stunde Zeit. Deshalb bin ich am Verzweifeln

Danke im Voraus

von Stefan F. (Gast)


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> Der Strom der daraus resulitert wäre ja ein Dreiecksignal

Das bezweifle ich. Es kommt sicher sehr auf die Dimensionierung von L, R 
und der Induktivität der Spule, sowie deren Sättigung an.

von Trhh (Gast)


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Ich gehe von einer idealen Spule aus

von Stefan F. (Gast)


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> Ich gehe von einer idealen Spule aus

Das dachte ich mir schon, aber m it welchen technischen Daten? Es gibt 
ja mehr als nur eine Spule.

von Trhh (Gast)


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Also eine reine ideale Luftspule. Ohne irgendlwelche 
Ummagentisierungsverluste usw.

von Trhh (Gast)


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Und es gibt keinen Wert für L und R. Ich soll es allgemein rechnen

von Michael B. (laberkopp)


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Trhh schrieb:
> Ich habe ein Rechtecksignal(Spannung),
> was an eine Induktivität und einen Widerstand (in Serie)angelegt wird.
> Der Strom der daraus resulitert wäre ja ein Dreiecksignal mit IL = 1/L*

Nein.

Würde man die Spule direkt an die (Rechteck)Spannung anlegen, wäre das 
so.

Aber der Widerstand erzeugt einen steigenden Spannungsabfall bei 
steigendem Strom und verringert die Restspannung für die Spule immer 
weiter. Es entsteht, wie bei RC-Ladung eines Kondenstaors, eine e-Kurve.

von Alexander (Gast)


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Trhh schrieb:
> Wenn ich die Fourierkoeffiznten habe, von der Spannung habe, wie komme
> ich auf den Strom,

Ginge folgender Ansatz?

U(f) = I(f)*Z
I(f)  = U(f) /Z = (U_Rechteck(f)  - I(f) *R) / sL
mit s = jw
In dieser Gleichung kann I(f) isoliert werden. Da in dieser Gleichung 
ein jw enthalten ist, muss der Betrag ermittelt werden. - > komplexe 
Rechnung

- U_Rechteck(f) ist bekannt durch deine Fourier Analyse. Du kannst also 
die Amplitude für jede Frequenz ermitteln.

- R ist bekannt
- w ist bekannt
- L ist bekannt

Gruß

von Trhh (Gast)


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Alexander schrieb:
> Trhh schrieb:
> Wenn ich die Fourierkoeffiznten habe, von der Spannung habe, wie komme
> ich auf den Strom,
>
> Ginge folgender Ansatz?
> U(f) = I(f)*Z
> I(f)  = U(f) /Z = (U_Rechteck(f)  - I(f) *R) / sL
> mit s = jw
> In dieser Gleichung kann I(f) isoliert werden. Da in dieser Gleichung
> ein jw enthalten ist, muss der Betrag ermittelt werden. - > komplexe
> Rechnung
> - U_Rechteck(f) ist bekannt durch deine Fourier Analyse. Du kannst also
> die Amplitude für jede Frequenz ermitteln.
> - R ist bekannt - w ist bekannt - L ist bekannt
> Gruß

Danke wäre eigentlich perfekt. Ich denk mal darüber genauer nach. 
Wirklich guter Ansatz. Ich schäme mich, dass ich nicht darauf gekommen 
bin

Michael B. schrieb:
> Trhh schrieb:
> Ich habe ein Rechtecksignal(Spannung),
> was an eine Induktivität und einen Widerstand (in Serie)angelegt wird.
> Der Strom der daraus resulitert wäre ja ein Dreiecksignal mit IL = 1/L*
>
> Nein.
>
> Würde man die Spule direkt an die (Rechteck)Spannung anlegen, wäre das
> so.
>
> Aber der Widerstand erzeugt einen steigenden Spannungsabfall bei
> steigendem Strom und verringert die Restspannung für die Spule immer
> weiter. Es entsteht, wie bei RC-Ladung eines Kondenstaors, eine e-Kurve.

Da hast du Recht. Ich war wohl nicht auf meiner geistigen Höhe.

von Dieter (Gast)


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> Der Strom der daraus resulitert wäre ja ein Dreiecksignal mit IL = 1/L*
Integral usw..

Gilt nur ohne Widerstand, oder als Näherung so lange der Strom nicht so 
groß wird, dass bereits 5% der Spannung am Widerstand abfallen (bis zu 
diesem Wert kann man noch gut die Abweichung durch interpolieren unter 
5% drücken).

> Wenn ich die Fourierkoeffiznten habe, von der Spannung habe, wie komme
ich auf den Strom, ohne noch eine Fourierreihe anzusetzen?

Ohne "Fourierkoeffizienten der Schaltung" wirst Du hier nicht weiter 
kommen.

> Wie komme ich auf die Spannung am Widerstand ohne Differenzialgl.

Formelsammlung Elektrotechnik des Stromes für LR-Schaltung.
I(t)=(1-e^(-xt))/R
U_R(t)=R*I(t)

> Ich kann zwar Fourier und Differenzialgl. habe aber beim Test nur eine
Stunde Zeit. Deshalb bin ich am Verzweifeln

Einfach nur lösen der DGL 1. Ordnung nach Schema.

von Trhh (Gast)


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Dieter schrieb:
> Wie komme ich auf die Spannung am Widerstand ohne Differenzialgl.
>
> Formelsammlung Elektrotechnik des Stromes für LR-Schaltung.
> I(t)=(1-e^(-xt))/R U_R(t)=R*I(t)
>
> Ich kann zwar Fourier und Differenzialgl. habe aber beim Test nur eine
>
> Stunde Zeit. Deshalb bin ich am Verzweifeln
>
> Einfach nur lösen der DGL 1. Ordnung nach Schema.

Formelsammlung darf ich nicht nutzen. Und Fourierreihe von einem Dreick 
, Rechteck und eine Dgl(wenn auch nur erster Ordnung) schaff ich nicht 
in einer Stunde. Ich probier mal den Ansatz von Andreas.

von Trhh (Gast)


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Wenn ich mit fertigen Formeln daher komme, bekommen ich ein Nicht 
Genügend und den Spruch, lesen kann ich auch

von Alexander (Gast)


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Trhh schrieb:
> Ich probier mal den Ansatz von Andreas.

Alexander :-)

Die Frage ist eher:
WAS ist die genaue Aufgabe? Da du von PWM und Fourier redest, liest es 
sich, als ob du den Strom für verschiedene Frequenzen haben möchtest.

Ist mein Verständnis richtig?

von Trhh (Gast)


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Entschuldigung Alexander. Also es geht nur konkret darum, dass ich die 
Leistungen (Schein, Blind, Verzerrungs und Blindleistung) berechnen 
will. Deshalb wollte ich einen Ansatz, wie ich bei nichtsinusförmigen 
Strom und Spannung die Leistung berechne(finde nicht einmal UNI pdfs 
dazu). Deshalb wollte ich mal nachfragen wie das geht.

Also ich habe eine beliebige RCL(RL u. RC u. Lc) Schaltung als 
Verbraucher und ev. einen idealen verlustlosen Gleichrichter(Einweg, 
Zweiweg uw.). Nun wird eine beliebige Spannung an die Schaltung gehängt 
und ich muss die Leistungen (alle) berechnen. Ich weiß das ich ev. die 
Filterkoeff. der Eingangsspannung als Angabe bekomme, aber auf dem Rest 
muss ich selber drauf kommen

von Helmut S. (helmuts)


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P(t) = u(t)*i(t)

P(t) gibt es natürlich nur an den Widerständen.

Wenn du das integrierst und durch die Zeitspanne teilst, dann bekommst 
du einen Mittelwert für diese Zeitspanne.

: Bearbeitet durch User
von Trhh (Gast)


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Das Problem ist, dass manchmal einzelne Oberschwingungen gefragt sind. 
Z.B die Grundschwingungsblindleistung, Grundschwingungswirkleistung,

von Trhh (Gast)


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Daher brauche ich Fourier usw.. Ansonsten könnte man alles über den 
Effektivwert und Mittelwert rechnen. Genau wie es Helmut gesagt hat

von Helmut S. (helmuts)


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Und wo ist jetzt das Problem die Grundschwingung auszurechnen. Dafür 
gibt es doch die Formeln für die Fourierkoeffizienten. Damit lässt sich 
der Faktor für die Grundschwingung berechnen.

von Alexander (Gast)


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Trhh schrieb:
> Das Problem ist, dass manchmal einzelne Oberschwingungen gefragt sind

Das Problem ist eher, dass du in jedem Post neue Informationen zur 
Aufgabe gibst.

Gruß,

von Trhh (Gast)


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Ich glaube ich erkläre mal kurz die Schaltung an der  ich rechne, dann 
verstehst du besser, was ich meine.Ich habe einen Einweggleichrichter 
mit ohmsch induktiver Last. So jetzt wird ein Dreick(ohne Gleichanteil) 
als Eingangsspannung angelegt.

 Die gesamte Wirkleistung ist ja so berechnet wie du es gesagt hast mit 
P= 1/T*Integral(u(t)*i(t)*dt.

Die Scheinleistung mit S = Ueff * Ieff. Um den Strom zu bekommen muss 
ich eine Differenzialgleichung 1 Ordnung lösen, oder?

Um die gesamte Blindleistung zu erhalten muss man S= Wurzel(S^2 - P^2) 
machen.

Jetzt müsste ich die Fourierkoeff ansetzten, jedoch bin ich zu langsam, 
um diese schnell genug diese zu berechnen. (hab nur eine Stunde Zeit. 
mir fehlt die Zeit und Übung).

Die Grundschwingungblindleistung mit Q1= U1*I1*sin(phi u - phi i).

Die Grundschwingungswirkleistung mit  p1 = U1*I1*cos(phi u - phi i)

So weit hätte ich es gerechnt und den Strom mit Alexanders Formel

Alexander schrieb:
> Trhh schrieb:
> Wenn ich die Fourierkoeffiznten habe, von der Spannung habe, wie komme
> ich auf den Strom,
>
> Ginge folgender Ansatz?
> U(f) = I(f)*Z
> I(f)  = U(f) /Z = (U_Rechteck(f)  - I(f) *R) / sL
> mit s = jw
> In dieser Gleichung kann I(f) isoliert werden.

von Trhh (Gast)


Angehängte Dateien:

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Noch die Schaltung und der Verlauf der Eingangsspannung

von Alexander (Gast)


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Trhh schrieb:
> So jetzt wird ein Dreick(ohne Gleichanteil) als Eingangsspannung
> angelegt.

Im Eingangspost war es aber noch eine Rechteckspannung. Und da war keine 
Diode im Spiel.

von Trhh (Gast)


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Also das erste Bsp. hab ich mit deiner Formel gelöst. Ich habe vergessen 
es zu erwähnen. Entschuldigt, ich vergesse manchmal die wichtigsten 
Infos

von Trhh (Gast)


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Hallo!

Ich habe noch eine Frage zur komplexen Fourier. Wenn ich den komplexen 
Fourierkoeff. habe, wie komme ich dann auch die Phase dieser 
Schwingung???

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