Gleichstromkreis mit R und C < HochschulPhysik < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 15:14 Sa 24.05.2014 | | Autor: | xx_xx_xx |
| Aufgabe | In der folgenden Schaltung seien die Kondensatoren anfangs ungeladen. Schalter S2 werde geschlossen, anschließend auch Schalter S1.
a) Bestimmen Sie die Batteriestromstärke, unmittelbar nachdem S1 geschlossen wurde
b) Bestimmen Sie den Strom im Endzustand lange nach Schließen der Schalter
c) Welche Spannungen liegen dann an C1 und C2 vor?
d) Nachdem sich das Gleichgewicht eingestellt hat, werde S2 wieder geöffnet. Bestimmen Sie die Stromstärke im 150 Ohm-Widerstand als Funktion der Zeit.
[img]
[url=1] |
Hallo!
Mir ist nicht ganz klar, wie ich diesen Schaltkreis "behandle".
Kann ich Formeln wie
[mm] I(t)=\bruch{U}{R}*exp(\bruch{-t}{RC})
[/mm]
benutzen, wobei [mm] R=100\Omega [/mm] + [mm] 50\Omega [/mm] = [mm] 150\Omega
[/mm]
und C= [mm] 10\mu [/mm] F + 50 [mm] \mu [/mm] F = 60 [mm] \mu [/mm] F
Oder betrachte ich zwei verschieden Maschen:
die erste über S1 R1 und C2
die zweite über S1 R1 R2 S2 und C2 ?
Steh irgendwie aufm Schlauch...
Vielen Dank schonmal!!
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 16:03 Sa 24.05.2014 | | Autor: | Infinit |
Hallo xx_xx_xx,
durch das Betätigen der Schalter werden die Bauelemente in einer bestimmten Art und Weise zusammengeschaltet und dies musst Du natürlich auch beim Berechnen der einzelnen Größen berücksichtigen. Hier solltest Du die einzelnen Maschen betfrachten, denn selnbst wenn alle Schalter geschlossen sind, liegen z.B. R1 und R2 zwar hintereinander, werden aber nicht vom gleichen Strom duechflossen. Hier musst Du also aufpassen.
Noch ein paar Tipps: Direkt nach dem Anlegen einer Gleichspannung wirkt ein Kondensator wie ein Kurzschluss, nach unendlich langer Zeit wie eine Unterbrechung. Damit kannst Du Dir entsprechende Ersatzschaltungen herleiten. Bei der Aufgabe a) vereinfacht sich damit das Schaltbild geradezu dramatisch.
Viel Spaß dabei wünscht
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:29 Sa 24.05.2014 | | Autor: | xx_xx_xx |
Okay, danke.
Also ganz hab ich es aber immer noch nicht.
Also bei a) wäre die Batteriestromstärke dann ganz am Anfang I= [mm] \bruch{U}{R1}=1,2A [/mm] ?
b)
Also bei R1 müsste doch ebenfalls die Stromstärke I= [mm] \bruch{U}{R1}=1,2A [/mm] fließen, oder?
Und diese müsste sich dann Richtung C1 und R2 "aufteilen".
Ich würde dann sagen, dass bei R2: I= [mm] \bruch{U}{R2}=2,4A [/mm] fließen müsste, aber das kommt ja nicht wirklich hin... Oder muss ich da andere U benutzen, U1 und U2 sozusagen? Aber wie komme ich zu denen?
Vielen Dank!!
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:49 Sa 24.05.2014 | | Autor: | Infinit |
Hallo xx_xx_xx,
das Ersatzschaltbild ist doch aber ein ganz anderes für den Fall b), da kann also nicht derselbe Strom fließen.
Aus welchen Elementen besteht denn das Ersatzschaltbild, wenn nach unheimlich langer Zeit die Kondensatoren aufgeladen sind und für den Stromfluß wie eine Unterbrechung wirken?
Viele Grüße,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:59 Sa 24.05.2014 | | Autor: | xx_xx_xx |
ah, okay.
also nach ganz langer zeit sind beide kondensatoren aufgeladen und der strom fließt nur noch durch die drei in reihe geschalteten widerstände.
dann [mm] R_1+R_2+R_3=300 Ohm=R_G
[/mm]
=> I=U/R = 12V / 300 Ohm = 0,04 A
Ist das so richitg für b) ?
Dankesehr!
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:03 Sa 24.05.2014 | | Autor: | Infinit |
Hallo,
genauso ist es. Und jetzt brauchst Du nur noch ein paar Überlegungen zu den Spannungen, die an den beiden Kondensatoren dann anliegen. Ich behaupte mal, dass die Spannung, die an R3 abfällt, auch die ist, die an C2 abfällt.
Wie sieht es denn bei C1 aus?
VG,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 17:17 Sa 24.05.2014 | | Autor: | xx_xx_xx |
Okay, also
[mm] U_1= I*R_1 [/mm] = 0,04A*100 [mm] \Omega [/mm] = 4V
[mm] U_2= I*R_2 [/mm] = 0,04A*50 [mm] \Omega [/mm] = 2V
[mm] U_3= I*R_3 [/mm] = 0,04A*150 [mm] \Omega [/mm] = 6V
Da C2 zu R3 parallel liegt liegt an C2 die Spannung [mm] U_3=6V
[/mm]
Und C1 liegt parallel zu [mm] R_2+R_3=200 \Omega. [/mm] Also liegt an C1 die Spannung [mm] U_2+U_3=8V.
[/mm]
Ist das so richtig?
Vielen Dank!:)
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:21 Sa 24.05.2014 | | Autor: | Infinit |
Hallo,
ja, das ist Okay so.
Viele Grüße,
Infinit
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 17:23 Sa 24.05.2014 | | Autor: | xx_xx_xx |
Toll!
Vielen vielen Dank für die Hilfe!!!!
Jetzt habe ich das verstanden!!
Liebe Grüße
xx_xx_xx
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:47 Sa 24.05.2014 | | Autor: | leduart |
Hallo
du suchst ja nicht den Stromverlauf sondern nur den nach langer Zeit. dann sind die Kondensatoren aufgeladen, es fließt keine Ladung mehr auf sie. Welcher Strom fliesst dann, welche Spannung an den [mm] R_i [/mm] , damit welche an den [mm] C_i [/mm] ?
Gruß leduart
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