Übungsaufgabe Ersatzspannungsquelle
Summary
TLDRDieses Videotutorial führt durch die Bestimmung der Parameter einer Ersatzspannungsquelle, indem es den Innenwiderstand, die Quellumgebung und den Kurzschlussstrom berechnet. Es wird gezeigt, wie man mit einfachen Formeln und Maschenregeln die benötigten Werte für eine Ersatzquelle ermittelt. Der Fokus liegt auf der Anwendung von Strom- und Spannungsteilern sowie der Unterscheidung zwischen Innenwiderstand und Gesamtwiderstand. Das Video zielt darauf ab, die Teilnehmer in die Praxis der elektrischen Schaltungen einzuführen und ihnen dabei zu helfen, wichtige Konzepte zu verstehen und anzuwenden.
Takeaways
- 🔍 Die Übung beschäftigt sich mit der Bestimmung der Parameter einer Ersatzspannungsquelle durch praktische Anwendung.
- 🔧 Man beginnt mit dem Entfernen aller Quellen und Betrachtung des verbleibenden Widerstandskonstrukts, um den Innenwiderstand zu bestimmen.
- 📐 Die Parallelschaltung von R1 und R2 wird mit der speziellen Formel (Produkt durch Summe) berechnet, um den Gesamtwiderstand zu ermitteln.
- ⚡ Der Innenwiderstand ergibt sich aus der Summe von R3 in Reihe zur Parallelschaltung von R1 und R2, was zu 16,67 Ohm führt.
- 🔌 Um den Kurzschlussstrom zu bestimmen, werden die Kontakte kurzgeschlossen, was zu einem neuen Widerstandskonstrukt führt.
- 🌐 Der Stromteilerprinzip wird angewendet, um den Kurzschlussstrom unter der Voraussetzung der Parallelschaltung zu berechnen.
- 💡 Der Quellstrom wird durch die Quellspannung geteilt durch den Gesamtwiderstand der Schaltung bestimmt, was hier 0,3 Ampere ergibt.
- ⚡️ Der Kurzschlussstrom wird als Quellstrom mal R2 geteilt durch die Summe von R2 und R3 berechnet, was zu 0,2 Ampere führt.
- 🔌 Die Ersatzspannungsquelle wird durch die Leerlaufspannung U_ll berechnet, die aus der Quellspannung minus der an R1 abgefallenen Spannung besteht.
- 🔍 Die Maschengleichungen werden verwendet, um die Leerlaufspannung und die an R1 abgefallene Spannung zu bestimmen.
- 📊 Die endgültige Bestimmung der Ersatzspannungsquelle ergibt einen Innenwiderstand von 16,7 Ohm, eine Quellspannung von 3,33 Volt und einen Kurzschlussstrom von 0,2 Ampere.
Q & A
Was ist das Ziel der im Skript beschriebenen Übungsaufgabe?
-Das Ziel der Übungsaufgabe ist es, die Bestimmung aller drei Parameter einer Ersatzspannungsquelle zu üben, indem man die Innenwiderstandsberechnung, den Kurzschlussstrom und die Ersatzspannung selbst bestimmt.
Was bedeutet 'Ersatzspannungsquelle'?
-Eine Ersatzspannungsquelle ist ein Konzept aus der Elektrotechnik, das eine ideale Spannungsquelle repräsentiert, die einen festen Innenwiderstand hat und aus der ein bestimmter Strom fließen kann.
Wie wird der Innenwiderstand einer Ersatzspannungsquelle im Skript berechnet?
-Der Innenwiderstand wird durch die Berechnung der Parallelschaltung von R1 und R2 und der anschließenden Reihenschaltung mit R3 bestimmt. Die Formel für zwei parallele Widerstände ist das Produkt durch die Summe, multipliziert mit R3.
Was ist der berechnete Innenwiderstand in Ohm?
-Der berechnete Innenwiderstand beträgt 16,67 Ohm.
Was ist der Zweck des Kurzschlussstroms in diesem Kontext?
-Der Kurzschlussstrom wird benötigt, um die Stromteilerformel anzuwenden und die Verteilung des Stroms in einem geschlossenen Stromkreis zu bestimmen.
Wie wird der Kurzschlussstrom im Skript berechnet?
-Der Kurzschlussstrom wird durch die Anwendung der Stromteilerformel berechnet, wobei der Quellstrom multipliziert mit dem einen Widerstand (R2) geteilt durch die Summe der Widerstände (R2 + R3) ist.
Was ist der berechnete Kurzschlussstrom in Ampere?
-Der berechnete Kurzschlussstrom beträgt 0,2 Ampere.
Was unterscheidet den Gesamtwiderstand von dem Innenwiderstand?
-Der Gesamtwiderstand bezieht sich auf den gesamten Widerstand im Stromkreis, während der Innenwiderstand der Ersatzspannungsquelle ist, der berechnet wird, indem man die Quelle auf Null setzt und den Restwiderstand bestimmt.
Wie wird die Ersatzspannung in diesem Skript berechnet?
-Die Ersatzspannung wird durch die Anwendung der Maschengleichungen und des Stromteilers auf die Reihenschaltung von R1 und R2 berechnet, wobei die Spannung über R2 und R1 abgefällt.
Was ist die berechnete Ersatzspannung in Volt?
-Die berechnete Ersatzspannung beträgt 3,33 Volt.
Was sind die drei Parameter, die für die Ersatzspannungsquelle im Skript bestimmt werden?
-Die drei Parameter sind der Innenwiderstand (16,7 Ohm), die Ersatzspannung (3,33 Volt) und der Kurzschlussstrom (0,2 Ampere).
Was ist der Hauptunterschied zwischen dem Innenwiderstand und dem Gesamtwiderstand?
-Der Hauptunterschied ist, dass der Innenwiderstand die Widerstandskonstruktion angibt, wenn die Ersatzspannungsquelle auf Null gesetzt ist, während der Gesamtwiderstand die gesamte Widerstandskonstruktion im Stromkreis ohne Quelle darstellt.
Was ist die Bedeutung von 'Maschengleichungen' im Kontext des Skripts?
-Maschengleichungen sind Gleichungen, die verwendet werden, um die Spannungen und Ströme in geschlossenen Schleifen (MascHEN) eines Stromkreises zu bestimmen. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Analyse des Stromkreises.
Welche Formel wird verwendet, um die Parallelschaltung von zwei Widerständen zu berechnen?
-Die Formel zur Berechnung der Parallelschaltung von zwei Widerständen ist das Produkt der Widerstände geteilt durch die Summe der Widerstände (R1 * R2 / (R1 + R2)).
Outlines
🔍 Analyse der Ersatzspannungsquelle
Dieses Video-Skript führt durch die Berechnung von Parametern einer Ersatzspannungsquelle. Es beginnt mit der Erklärung, dass zwei Parameter bekannt sind und der dritte kann berechnet werden. Der Fokus liegt auf der Bestimmung des Innenwiderstands, des Kurzschlussstroms und der Quellumgebung. Es wird gezeigt, wie man die Parallelschaltung von Widerständen berechnet und wie der Strom durch die Quellumgebung bestimmt wird. Der Stromteiler wird zur Bestimmung des Kurzschlussstroms verwendet, und es wird betont, dass der Gesamtwiderstand nicht mit dem Innenwiderstand verwechselt werden darf. Der Quellstrom wird als 0,3 Ampere berechnet und der Kurzschlussstrom als 0,2 Ampere. Der Abschnitt endet mit der Erklärung, wie man aus den gewonnenen Werten die Quellspannung der Ersatzspannungsquelle berechnet.
📚 Anwendung der Maschenregel und Stromteilerverfahren
In diesem Abschnitt wird die Anwendung der Maschenregel und des Stromteilerverfahrens zur Bestimmung der Quellspannung einer Ersatzspannungsquelle erläutert. Es wird erklärt, dass bestimmte Widerstände, wie R3 in diesem Fall, aufgrund der Stromflussbedingungen ignoriert werden können. Die Berechnung konzentriert sich auf die Reihen- und Parallelschaltung von R1 und R2. Die Quellumgebung wird als 3,33 Volt berechnet, indem man die Spannungsteilung an R1 betrachtet. Schließlich wird die gesamte Quellspannung als 3,33 Volt und der Kurzschlussstrom als 0,2 Ampere ermittelt. Der Abschnitt schließt mit einem Zusammenfassung der Ergebnisse und einer Ermutigung für das Publikum, das Video zu teilen und Feedback zu geben.
Mindmap
Keywords
💡Ersatzspannungsquelle
💡Innenwiderstand
💡Kurzschlussstrom
💡Quellumgebung
💡Stromteiler
💡Reihenschaltung
💡Parallelschaltung
💡Maschengleichung
💡Spannungsteiler
💡Quellumgebung
Highlights
Die Ersatzspannungsquelle wird mit drei Parametern, die manuell bestimmt werden, erläutert.
Es wird eine einfache Übungsaufgabe vorgestellt, um die Abläufe zu üben.
Der Innenwiderstand wird durch Wegnehmen von Kreisen und Betrachtung des verbleibenden Widerstandskonstrukts bestimmt.
Die Parallelschaltung von R1 und R2 wird mit der Formel Produkt durch Summe berechnet.
Der Innenwiderstand wird als 16,67 Ohm berechnet.
Der Kurzschlussstrom wird durch Schließen der Kontakte und Anwendung des Stromteilers bestimmt.
Der Strom aus der Quelle wird als 0,3 Ampere berechnet.
Der Gesamtwiderstand wird von dem des Innenwiderstandes der Ersatzspannungsquelle unterschieden.
Der Kurzschlussstrom wird als 0,2 Ampere berechnet.
Die Ersatzspannungsquelle wird durch Anwendung der Maschengleichung bestimmt.
Die Leerlaufspannung Ull wird als 3,33 Volt berechnet.
Der Strom durch R3 wird aufgrund der offenen Klemmen ignoriert, da kein Strom fließen kann.
Die Stromfließe durch die Reihenschaltung von R1 und R2 wird mit dem Spannungsteiler berechnet.
Die Spannung U1 wird als 1,67 Volt bestimmt.
Die Ersatzspannungsquelle hat einen Innenwiderstand von 16,7 Ohm, eine quellspannung von 3,3 Volt und einen Kurzschlussstrom von 0,2 Ampere.
Die Übungsaufgabe hilft beim Verständnis von Strom- und Spannungsteilern.
Es wird auf die Bedeutung der Unterscheidung zwischen Innenwiderstand und Gesamtwiderstand hingewiesen.
Die Übungsaufgabe soll den Zuhörer dabei unterstützen, sich auf die Prüfung vorzubereiten.
Es wird die Möglichkeit zur Unterstützung durch einen Daumen nach oben oder das Abonnieren des Kanals angeboten.
Transcripts
du willst ins Thema
Ersatzspannungsquelle erstmal ein
bisschen reinstarten mit einer leichten
Übungsaufgabe die habe ich dir hier
mitgebracht ja und das ist unsere
Aufgabe heute du siehst schon nicht
hochkomplex aber vielleicht noch mal
ganz gut um die Abläufe zu trainieren
und ja ich schlage vor wir machen das
wie immer wenn du die Aufgabe selber
versuchen möchtest dann drückst du jetzt
auf Pause rechnest die Aufgabe und ich
zeig dir jetzt wie man das ganze löst
viel
Spaß wir werden heute alle drei
Parameter der
Ersatzspannungsquelle von Hand bestimmen
du weißt natürlich aus der Erklärung
dass du nur zwei brauchst und den
dritten dann errechnen kannst aber ich
zeig dir heute für alle drei Parameter
wie das ganze funktioniert und wir
starten wie meistens mit dem
Innenwiderstand dafür Nullen wir alle
Quellen heißt einfach Kreise wegnehmen
und schauen dann was für ein
widerstandskonstrukt übrig bleibt und
gucken wie viel Widerstand zwischen den
Punkten A und B
liegt ja und das kriegen wir gerade noch
so hin denke ich oben haben wir den R3
der in Reihe liegt zur Parallelschaltung
aus R1 und R2 die Parallelschaltung
errechnet sich mit der Formel Produkt
durch Summe das war ja die sonderformel
für zwei parallele Widerstände und eben
das ganze mit R3 addiert ergibt dann den
Innenwiderstand in Zahlen ausgedrückt
wären wir dann bei
16,67
oh so als nächstes wollen wir den
Kurzschlussstrom berechnen was wir dazu
also machen ist ganz einfach wir
schließen die beiden Kontakte kurz also
spendieren manine Leitung
dazwischen außerdem habe ich hier noch
mal zwei weitere strompfeile hinzugefügt
in unser Netzwerk i2 und IQ der aus der
Quelle rauskommt und nun wollen wir
unseren Kurzschlussstrom bestimmen und
das was wir dafür brauchen ist erstmal
unser quellstrom damit wir dann später
den stromteiler anwenden
können in unserem Fall haben wir nur
eine Quelle im Netzwerk das macht es uns
ein bisschen einfacher denn wenn wir uns
jetzt vorstellen wir würden alle
Widerstände zu einem Gesamtwiderstand
zusammenfassen so wie wir das ganz oft
machen bleibt ja nur eine übrig und dann
kann ich über mein obensches Gesetz
sagen mein quellstrom entspricht meiner
quellspannung durch den Gesamtwiderstand
meiner
Schaltung und jetzt noch mal ein ganz
wichtiger Punkt der Gesamtwiderstand
dieser Schaltung ist natürlich nicht zu
verwechseln mit dem Innenwiderstand
meiner
Ersatzspannungsquelle denn wir sehen
schon dadurch dass ich meine Klemmen
kurz schließe ergibt sich ein völlig
neues widerstandskonstrukt
auch ist es ja so dass wir bei dem
Innenwiderstand die Quelle Nullen und
dann schauen wie viel Widerstand
zwischen mein Klemmen A und B liegt also
vorsichtig hier jetzt nicht
durcheinander kommen das unterscheidet
sich wie wir jetzt auch sehen denn nun
liegt R2 parallel zu R3 und das ganze in
Reihe zu
R1 in Zahlen ausgedrückt würde ich dann
für meinen quellstrom 0,3 Ampere
herausbekommen auf der rechten Seite
haben wir nun die Parallelschaltung
vorliegen und für unseren
Kurzschlussstrom wenden wir deswegen den
stromteiler an hier kürzt sich dann wenn
wir unseren stromteiler einmal komplett
aufstellen das R3 heraus so dass übrig
bleibt dass unser Kurzschlussstrom
quellstrom mal R2 dur R2 + R3 ist wenn
das ein bisschen schnell ging kurz Pause
machen ich habe sonst auch noch mal ein
Übungsaufgabe zum Strom und
Spannungsteiler auf jeden Fall
Kurzschlussstrom somit 0,2
Ampere ich könnte mir aus innen
widerderstand und Kurzschlussstrom jetzt
schon Maline quellspannung ausrechnen
aber ich will euch noch mal zeigen auch
zur Übung wie man das ganze auch so
lösen
kann also zeichnen wir unsere
quellspannung der Ersatzspannungsquelle
erstmal ein ich nenne es hier der
einfachkeithalber einfach mal ull damit
man das von unserer quellspannung Links
unterscheiden
kann und was ich dann mache ist eine
Masche spendieren und noch mal den
spannungspfeil unten am R1
dazu denn was meine maschengleichung mir
hier herausgibt ist dass meine
leerlaupannung ull g=ich quellspannung -
U1 ist ganz einfache
Maschenregel warum ich den R3 da oben
ignorieren kann hat auch ein einfachen
Grund denn dadurch dass unsere Klemmen
offen sind kann ja zwischen ihnen kein
Strom fließen ergo kann auch kein Strom
über die Äste oben wie unten fließen
ergo kann auch kein Strom durch R3
fließen und das bedeutet dass dort gar
keine Spannung abfällt wir können also
die beiden Äste oben wie unten
ignorieren wie ich aber weitermachen
kann ist mit dem spannungspfeil an R2
dann betrachte ich nun die Masche auf
der linken Seite dann sehe ich dass
meine quellspannung über der
Reihenschaltung aus R1 und R2 abfällt
denk daran die Äste auf der rechten
Seite ja existieren für uns ja nicht da
dort überhaupt kein Strom abfließen kann
wir haben also quasi nur die linke
Masche in der Strom fließt und
entsprechend haben wir da die Reihen
Schaltung und reinschaltung ist ja
Spannungsteiler und den kann ich hier
ganz einfach
anwenden der Spannungsteiler sagt mir
also wie viel von meiner quellspannung
an meinem Widerstand R1 abfällt und das
wären wenn man den spannungsteil
aufstellt
1,67
Volt wenn wir jetzt noch mal uns
zurückerinnern an unsere erste Masche
die wir gebildet haben dann wissen wir
ja dass uns für unser Ergebnis für ull
noch die Spannung U1 gefehlt hat die
haben wir jetzt herausgefunden und
deswegen können wir nun einfach in
unserem maschengleichung einsetzen und
bekommen somit für die Spannung der
Ersatzspannungsquelle
3,33 Volt
heraus ich fasse für dich hier noch
einmal zusammen was wir nun
herausgefunden haben für unsere
Ersatzspannungsquelle da hätten wir
einmal den Innenwiderstand mit 16,7 Ohm
die quellspannung mit 3, 3 Volt und den
kurzluststrom mit
0,2 Ampere bedenke dass eigentlich immer
zwei Parameter schon für den dritten
reichen du dir also ein davon sparen
kannst und ja dann wärden wir auch am
Ende der Übungsaufgabe
angekommen gut dann hoffe ich dass es
dir ganz viel Spaß gemacht hat dass du
auch was gelernt hast hier bei der
Übungsaufgabe und wenn es auch nur
Kleinigkeiten sind ansonsten würde ich
mich natürlich sehr über einen Daumen
nach oben freuen oder wenn du ein Abo da
L was mich auch freuen würde ist wenn du
meinen Kanal weiterempfehlst an deine
Studienkollegen das wäre wirklich sehr
sehr korrekt ich wünsche noch viel
Erfolg bei der Prüfungsvorbereitung und
hoffe dass dir meine Videos dabei helfen
dich perfekt auf die nächste klosur
vorzubereiten wir hören uns bestimmt
wieder auf meinem Kanal bis dahin haut
rein euer Elektro
ne
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