Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Konstantstromgenerator


von Jonas F. (jonas18)


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Hallo zusammen.Ich bitte um Bestätigung meiner Lösung.

: Verschoben durch Moderator
von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Besprich dein Ergebnis doch einfach im Unterricht, wenn ihr gemeinsam 
die Lösungen der Hausaufgaben durchgeht.

Bei Hausaufgaben kommt es nicht darauf an, sie unbedingt richtig zu 
haben. Das wäre im Test dann wichtiger.

von Klaus R. (klara)


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Sebastian R. schrieb:
> Bei Hausaufgaben kommt es nicht darauf an, sie unbedingt richtig zu
> haben.

Seit wann kann ein RC-Glied einen Konstantstrom liefern?
mfg Klaus

von MaWin (Gast)


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Jonas F. schrieb:
> Ich bitte um Bestätigung meiner Lösung.

Leider nein, sie ist falsch.

Wer 10nF über 10.82 Ohm von 9V auf 5.67V entlädt, braucht dazu keine 
50us, sondern eher 100ns.

Die Schaltung ist auch keine Konstantstromquelle, sondern bei passender 
Auslegung ein (schlechter) Dreieckgenerator, und wenn die Schaltspannung 
am Transistor-Basisanschluss hoch genug ist, wird der 10nF Kondensator 
gar nicht entladen, sondern im Gegenteil weiter aufgeladen.

Der Transistor hätte unter den Widerstand gehört, um DISCHARGE des NE555 
nachzubilden.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Jonas F. schrieb:
> Hallo zusammen.Ich bitte um Bestätigung meiner Lösung.

Nee, kann ich nicht bestaetigen.
Du hast da einen ln(u1/u2) ausm Hut gezaubert; den seh' ich da fehl am 
Platz. Der C entlaed sich ja laut Aufgabenstellung mit einem 
Konstantstrom, da sind e und ln funktionen eher selten gesehen. Ich 
komm' auf 667µA.

Gruss
WK

von HildeK (Gast)


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Dergute W. schrieb:
> Ich komm' auf 667µA.

Ich auf 666µA :-)
Die 1.1A vom TO sind ganz schön daneben ...

@TO: Die gezeigte Transistorschaltung ist in dem Zusammenhang eher 
verwirrend. Es kommt nur auf den Hinweis 'Konstantstrom' in der Aufgabe 
an. Alles andere interessiert nicht.
Und dann lautet die Gleichung I=C*ΔU/t.

von Marek N. (Gast)


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Moment, in erster Näherung ist das schon eine Konstantstromsenke.

Bei Konstanter Basisspannung fallen am Emitterwiderstand etwa 0,65 V 
weniger ab, weswegen der Emitterstrom konstant ist. Der Basistrom trägt 
nur zu etwa einem Prozent bei und kann vernachlässigt werden. Somit 
setzt sich der Emitterstrom aus dem Entladestrom des Kondensators und 
dem Strom durch Rc zusammen.
Blöd nur, dass je weiter sich der Kondensator entlädt, um so mehr nimmt 
der Strom durch Rc zu, weswegen der Kondensator langsamer entladen wird.
Also der Strom ist im Emitterwiderstand ist konstant. Der Entladestrom 
des Kondensators nicht mehr.
Man könnte das etwas linearisieren, wenn man Rc sehr groß wählt, aber 
dann dann ist die Symmetrie der Dreiecksfunktion stark gestört.
Irgendwie fehlen da ein paar Werte?

von HildeK (Gast)


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Marek N. schrieb:
> Moment, in erster Näherung ist das schon eine Konstantstromsenke.

Näherungsweise bei großem Rc ja - der könnte sogar weggelassen werden 
für die einmalige Entladung. Du hast ja die Details beschrieben.

Marek N. schrieb:
> Irgendwie fehlen da ein paar Werte?

Ja klar, weil das für die Aufgabe selber gar nicht relevant ist.

Eines muss man dem Aufgabensteller lassen: Er fordert damit die 
Probanden heraus: sie müssen genau lesen und erkennen, was relevant ist 
und was nicht.
Wie im richtigen Leben :-).

von Onkel Simon (Gast)


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Ich denke auch, dass die Formulierung der Aufgabe bewusst gewählt ist:

"wird der Kondensator .... über den Kollektorstromkreis entladen"
Das impliziert, dass der Strom über den Rc vernachlässigt wird. Sonst 
würde es heissen, der Kondensator wird durch die Gesamtschaltung bzw. 
mit der Stromdifferenz entladen.

Daraus folgt, dass der Rc sehr hoch ist und der Entladestrom praktisch 
konstant.

Somit ist die im Endeffekt recht einfache, schon gezeigte Lösung über 
die Ladungsmenge
(Q = I * t)
zielführend.

BTW
Der Transistor ist durch den Gegenkopplungswiderstand sehr wohl eine 
Konstantstromquelle.

Signalsymmetrie wurde auch nicht gefordert.

von Andrew T. (marsufant)


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Klaus R. schrieb:
> Seit wann kann ein RC-Glied einen Konstantstrom liefern?
> mfg Klaus

Der Transistor und R_E bilden eine (Konstant)stromquellenschaltung, die 
aus der Spannung des Kondensators versorgt wird.

Dies ist leichter erkennbar, wenn man den Kollektorwiderstand und dne 
Kondensator wegläßt, und den Kollektor an ein (festes) Potential legt.

von MaWin (Gast)


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Onkel Simon schrieb:
> Der Transistor ist durch den Gegenkopplungswiderstand sehr wohl eine
> Konstantstromquelle.

Nicht wenn die Bsisspannung über 6V liegt.

Und zur Basisspannung im eingeschalteten Moment kann ich nichts lesen.

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Mir scheint, die Aufgabe ist falsch oder sehr irreführend gestellt. Die 
Frage "Wie groß ist dieser Strom I_C" impliziert, dass er konstant sei. 
Ist er aber nicht, er folgt einer e-Funktion. Oder:
Onkel Simon schrieb:
> Daraus folgt, dass der Rc sehr hoch ist und der Entladestrom praktisch
> konstant.
Genau, ein Sonderfall. Diesen Fakt aber aus der Aufgabenstellung zu 
erkennen, ist m.E. mindestens sehr anspruchsvoll (und vielleicht auch 
gar nicht gemeint). Wenn es doch so gemeint ist, bleibt lediglich die 
Lösung, die schon HildeK schrieb: I=C*ΔU/t.

von Helmut S. (helmuts)


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Ub=12V, Uc0=9V, Uc1=5,67V, t=50us, T=Rc*C

Ungeklärt ist in der Aufgabe wie die Uc0=9V zustande kommen. 
Normalerweise hätte ich ja gesagt die wurden durch einen Strom Ic0 
erzeugt (Ic0=(12V-9V)/Rc) aber es deutet nichts darauf in der Aufgabe 
hin. Deshalb habe ich Ic0=0 angenommen.

Am besten löst man das über eine Ersatzspannungsquelle mit Ue.

Ue = Ub-Ic*Rc (1)

Ladegleichung
uc(t) = Uanfang + (Uende-Uanfang)*(1-e^(-t/T)) (2)

Uc1 = Uc0 +(Ue-Uc0)*(1-e^(-t/T)) (3)

Umstellen nach Ue

Ue = (Uc1-Uc0*e^(-t/T)) / (1-e^(-t/T)) (4)

Aus (1)

Ic = (Ub - Ue)/Rc (5)

T kann in gewissen Grenzen gewählt werden. Man könnte z. B. festlegen Ue 
> 3V und mit (4) dafür eine obere Grenze für T berechnen.


Beispiel 1 : T=47us

T = Rc*C -> Rc=4,7kOhm

Ue = 3,915V

Ic = 1,7202mA


Beispiel 2 : T=10us

T = Rc*C -> Rc=1kOhm

Ue = 5,64741V

Ic = 6,35259mA

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Helmut S. schrieb:
> Ungeklärt ist in der Aufgabe wie die Uc0=9V zustande kommen.

Ja, ist fuer die Aufgabe aber genauso wichtig, wie die Schuhgroesse des 
Aufgabenstellers.
Auch die Ideen Anderer hier im Thread, bezueglich des Verhaltens der 
Kombi aus T1, dessen Basisspannung, Rc und Re halte ich fuer die 
Aufgabenstellung hier voellig irrelevant. Statt T1 koennten da auch 2 
querverseilte Fluxkompensatoren arbeiten. Wenn die eben fuer einen 
konstanten Ic zwischen t0 und t1 sorgen, wie das in der Aufgabenstellung 
wohl angedeutet sein soll.

Ich halte deine Loesung fuer sehr gewagt, denn, wenn da von irgendwas 
die Rede ist, dann von Konstantstrom. Und da haben, wiejesaaacht, 
Expontential- und Logarithmusfunktionen nix verloren.
Waere der Entladestrom in der Aufgabe nicht konstant, wuerde ich auch 
irgendwas im Text von "zeitlichem Verlauf" oder zumindest Ic(t) 
erwarten.

Gruss
WK

von Helmut S. (helmuts)


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> Ich halte deine Loesung fuer sehr gewagt, denn, wenn da von irgendwas die Rede 
ist, dann von Konstantstrom.

Ich gehe davon aus, dass der Transistor Konstantstrom liefert. Bedingt 
durch den Widerstand Rc ergibt sich da immer eine Formel mit e^-t/tau.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Ja, wenn das so gemeint waere. Da ist die Aufgabe schon etwas schwammig 
gestellt. Ich geh' aber mal davon aus, das wenn es so gemeint waere, 
entweder konkrete Werte fuer Rc und den Kondensator gegeben waeren 
oder fuer beide nix (fuer eine allgemeine Loesung).
Da aber nur der Wert von C gegeben wurde und nur nach Ic gefragt wurde, 
ohne Ic(t) oder explizit dessen zeitlichen Verlauf nachzufragen, 
tendiere ich zur simplen Loesung ohne e-funktion.
Aber mal gucken, ob noch was kommt...

Gruss
WK

von karadur (Gast)


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Könnte auch Punkt 7 einer längeren Aufgabe sein. Dann gäbe es mehr 
Infos.

Was mir so einfällt: Wenn Uc sich ändert wird der Spannungsabfall an Rc 
größer -> mehr Strom. Da sich I-Kondensator + Irc addieren und der Strom 
durch den Transistor const sein soll kann I-Kondensator nicht const. 
sein.

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