Momentanspannung

[David K. (dav_90)]

Hallo, wir haben in der Uni eine Aufgabe bekommen, dass wir eine 
Momentanspannung an einem Kondensator (2µF) berechnen sollen wen ein 
Strom von i(t)=4sin(10^6t + 25°)A fließt.

Also meine Lösung wäre:

i=u*j*ω*C

umformen auf u. Dann kann man aus der Angabe i=4∟25°+90° (sin -> cos = 
+90°) und ω=10^6. Dann

u=(i)/(j*ω*C) = (4∟115°)/(j*10^6*2*10^-6) = 1,812+0,845j

Wurzel(1,812²+0,845²) = 2

somit ist die Spannung u=2∟115°V

Stimmt das Ergebnis so? Weil die Wechselstromtechnik ist für mich noch 
ein wenig unübersichtlich :/

Wie kann man das zb. in MultiSim nachstellen? weil wen ich es simuliere 
komme ich auf über 22kV. (Anhang)

[hinz (Gast)]

Die 25° Phasenverschiebung sollten dir zu denken geben.

[David K. (dav_90)]

Also den sin doch nicht in cos umwandeln?

(4∟25°)/(j*10^6*2*10^-6) = 1,6j∟25°V = 1,6∟115°V

[Georg M. (g_m)]

hinz schrieb:
> Die 25° Phasenverschiebung sollten dir zu denken geben.

Wer A sagt, könnte auch B sagen.

[Achim S. (Gast)]

David K. schrieb:
> Also den sin doch nicht in cos umwandeln?

Willst du die Versor-Schreibweise mal für einen Sinus einsetzen und das 
andere mal für den Cosinus? Damit verwirrst du dich und andere. 
Entscheide dich (für sin), und dann rechne konsequent mit 
Sinusfunktionen und deren Phasenlage.

David K. schrieb:
> Wie kann man das zb. in MultiSim nachstellen? weil wen ich es simuliere
> komme ich auf über 22kV.

Ich kenne mit in Multisim nicht aus, aber mir fällt auf, dass du 22kV 
als Spitze-Spitze Wert erhältst. Effektivwert und Frequenz liefern beide 
gar nichts - es sieht für mich nicht so aus, als wäre da überhaupt eine 
sinnvolle Simu durchgelaufen.

Führe mal eine Transientenanalyse über einige Perioden deines Sinus 
durch und schau das Signal als Funktion der Zeit an. Oder mach eine 
AC-Analyse und schau den Wert bei der gewünschten Frequenz an.

Wenn dann immer noch abstruse Wert rauskommen, dann überprüfe deine 
Bauteilwerte: ist das 2µF richtig eingegeben oder steht es vielleicht 
nur als Kommentartext neben dem Bauteil? (nicht lachen, das hab ich 
alles schon erlebt.) Versteht Multisim die Schreibweise "µF" oder will 
es lieber "uF" sehen? ...

[hinz (Gast)]

Achim S. schrieb:
> Führe mal eine Transientenanalyse über einige Perioden deines Sinus
> durch und schau das Signal als Funktion der Zeit an. Oder mach eine
> AC-Analyse und schau den Wert bei der gewünschten Frequenz an.
>
> Wenn dann immer noch abstruse Wert rauskommen, dann überprüfe deine
> Bauteilwerte: ist das 2µF richtig eingegeben oder steht es vielleicht
> nur als Kommentartext neben dem Bauteil? (nicht lachen, das hab ich
> alles schon erlebt.) Versteht Multisim die Schreibweise "µF" oder will
> es lieber "uF" sehen? ...

Etwas parasitärer Widerstand kann das schon lösen.

[Elektrofan (Gast)]

Früher hätte man sich's noch einfach gemacht, ohne MultiSim o.ä.:

1. Spitzenspannung am Kondensator ausrechnen
2. Momentanwert entsprechend der Phase (hier halt 115°-90°)

Noch was:
ω=10^6   => Einheiten mitschleppen bringt weniger Konfusion!

[Helmut S. (helmuts)]

> Strom von i(t)=4sin(10^6t + 25°)A fließt.

Das ist ein Strom von 4A mit Phase +25°.
Der Strom eilt der Spannung um 90° vor bzw die Spannung eilt dem Strom 
um 90° nach. Deshalb hat die Spannungsquelle die Phase -65°.
Phase der Spannung:
phi = 25°-90° = -65°

I, U und Z sind die Beträge

I = U/Z
I = U/(1/(w*C))
I = U*w*C
U = I/(w*C)

U = 4A/(10^6/s*2,2e-6F)
U = 1,8V

u(t) = 1,8V*sin(10^6*t-65°)
---------------------------

[David K. (dav_90)]

Danke für deine Antwort. Das hat mir sehr geholfen.

Aber ich komme auf 2V und nicht auf 1,8V. Kann das sein?

weil 10^-6 und 10^6 heben sich auf und so mit hat man 4/2

[Helmut S. (helmuts)]

Oh, mein Fehler. Ich hatte mit C=2,2uF gerechnet.


Das ist ein Strom von 4A mit Phase +25°.
Der Strom eilt der Spannung um 90° vor bzw die Spannung eilt dem Strom
um 90° nach. Deshalb hat die Spannungsquelle die Phase -65°.
Phase der Spannung:
phi = 25°-90° = -65°

I, U und Z sind die Beträge

I = U/Z
I = U/(1/(w*C))
I = U*w*C
U = I/(w*C)

U = 4A/(10^6/s*2*10^(-6)F)
U = 2V

u(t) = 2V*sin(10^6*t-65°)
---------------------------