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Idealer Kondensator und ideale Spule (Schaltvorgänge)

Diskutiere Idealer Kondensator und ideale Spule (Schaltvorgänge) im Elektronik allgemein Forum im Bereich WEITERE ELEKTROTECHNISCHE BEREICHE; Hallo, ich habe ein Elektrik-Praktikum gemacht, zu dem ich einen Bericht abgeben muss. Dieser war allerdings noch mit Fehlern behaftet. Nach der...

  1. #1 MartinaW, 15.05.2009
    MartinaW

    MartinaW Schlitzeklopfer

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    Hallo,

    ich habe ein Elektrik-Praktikum gemacht, zu dem ich einen Bericht abgeben muss. Dieser war allerdings noch mit Fehlern behaftet. Nach der Korrektur sind immernoch Fehler in dem Bericht, doch ich weiß nicht wieso vllt kann mir jmd von euch helfen.

    Zur 2ten Frage habe ich einen Ausschnitt aus meinem Bericht beigefügt. Also alles Copyright von mir selber.

    Es ging um Schaltvorgänge. Man öffnet einen Schalter an dem NUR ein Kondensator oder eine Spule in Reihe angeschlossen sind (Komplett ohne wirkwiderstände).

    Der erste Fehler war, dass ich nicht beschrieben habe, woher das Minuszeichen im Induktionsgesetz kommt.

    Also bei den Gleichungen:


    U_ind=-dФ/dt
    und
    U_ind=-N∙dФ/dT​

    Diesen Fehler hatte ich korrigiert, doch er bemängelte an meiner Korrektur den Satz mit dem Energieerhaltungssatz, den ich in entsprechender Fachliteratur gefunden hatte:

    Ich hatte im letzten Abschnitt geschrieben:

    Dabei bemängelte er die Zeile:

    Er hat einfach ein Fragezeichen daneben gesetzt. Was genau könnte daran falsch sein? So habe ich es in einem Buch gelesen.

    Dann gab es noch folgende Aufgabe, die sich in etwa so las:


    2. Beschrieben sie den theoretischen Strom spannungsverlauf beider schaltungen, wenn keine wirk und messwiderstände vorhanden sind.

    Also einfach eine Spannungsquelle mit einer idealen Spule bzw. idealen Kondensator in Reihe daran und einen Schalter dazwischen, der geschlossen wird.


    siehe meinen ANHANG *.DOCx-File gepackt in Zip

    Dabei bemängelte er bei der RL-Kombination folgenden Satz:

    Er hat daneben geschrieben: "Es IST ein Kurzschluss mit I -> unendlich"

    Aber wieso ich dachte nur beim kondensator wirkt es erst wie ein Kurzschluss am anfang.

    Bei der RC-Kombination bemängelte er die Gleichung :

    und machte einen Pfeil zum Stromverlauf, der ja konstant verläuft. Wie muss dieses Diagramm denn nun aussehen? Es sind doch nicht beide eine lineare Funktion oder? Sprich Strom und Spannungsverlauf. Bei jemand anderen hatte er das aber so abgehakt...

    Und als komplett falsch bemängelte er folgenden satz:

     

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  3. #2 ebt'ler, 15.05.2009
    ebt'ler

    ebt'ler Spannungstauglich

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    AW: Idealer Kondensator und ideale Spule (Schaltvorgänge)

    Du schreibst dass die Schaltungen komplett ohne Widerstände (auch keine Innenwiderstände der Spannungsquelle) betrachtet werden sollen, aber nennst sie RL und RC Schaltungen.


    Was meinst du eigentlich.
     
  4. #3 MartinaW, 15.05.2009
    MartinaW

    MartinaW Schlitzeklopfer

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    AW: Idealer Kondensator und ideale Spule (Schaltvorgänge)


    Diese Überschriften waren vogegeben.
    Wie ich es beschrieben habe. Spannungsquelle dann einen Schalter und eine Spule bzw. Kondensator in reihe.

    http://www.vienet.de/vienete/elektro/konden/image2.gif

    Genau so nur ohne den Wirkwiderstand.
     
  5. #4 ebt'ler, 15.05.2009
    ebt'ler

    ebt'ler Spannungstauglich

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    AW: Idealer Kondensator und ideale Spule (Schaltvorgänge)

    Das widerspricht sich ja total wenn du von einer widerstandslosen RC- Schaltung redest, oder ist nur der Verlustwiderstand vom Kondensator gemein. Und es ist noch ein zusätzlicher Ladewiderstand vorhanden?

    Wenn es absolut keinen Widerstand in der Schaltung gibt, und somit nur der Kondensator vorhanden ist würde sofort nach dem Einschalten die Spannung am Kondensator gleich der Quellspannung sein, wo sollte den eine Differenzspannung auch abfallen?

    Was dass für einen „Lernwert“ hat weiß ich aber nicht, was für eine Schule besuchst du?

    EDIT: Wir reden doch von Gleichspannung oder?
     
  6. #5 MartinaW, 18.05.2009
    MartinaW

    MartinaW Schlitzeklopfer

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    AW: Idealer Kondensator und ideale Spule (Schaltvorgänge)

    Ja, wir reden von Gleichspannung. Ein Schalter wird geschlossen wie oben ausführlich beschrieben. Vergiss einfach die "Überschriften" mit RC und RL. Dieses "Gebilde" ist rein theoretischer Natur. Schließlich gibt es keinen idealen Kondensator oder Spule ohne widerstand. Wir nehmen rein theoretisch an, dass es so wäre. Es aber nicht so ist.

    Also was würde rein theoretisch mit dem Strom passieren, wenn kein wirk widerstand vorhanden wäre und wie sähe der theoretische Strom und Spannungsverlauf für Kondensator UND Spule in einem qualitativen kartesischen Koordinatensystem aus?

    X-Achse = Zeit
    Y-Achse = iL(t) bzw. IC(t) und UL(t) bzw. UC(t)

    bzw. auch die Funktionen der verläufe, denn für den Kondensator soll die funktion, die ich angegeben habe ja falsch sein siehe oben.
     
  7. isi1

    isi1 Strippenstrolch

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    AW: Idealer Kondensator und ideale Spule (Schaltvorgänge)

    Kondensator: Der Strom macht einen 'Dirakstoß', das heißt, er wird unendlich kurze Zeit den Wert Unendlich haben und dann = 0 sein. Das Integral i dt = C * U

    Spule: Wie die Einheit der Induktivität schon sagt: Henry = Vs/A = V / (A/s) steigt der Strom in jeder Sekunde um 1 A, wenn an 1 H ein Volt anliegt.

    i(t) = U/L * t
     
  8. #7 MartinaW, 18.05.2009
    MartinaW

    MartinaW Schlitzeklopfer

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    AW: Idealer Kondensator und ideale Spule (Schaltvorgänge)

    Also beim Kondensator würde der Strom in unendlich kurzer Zeit unendlich ansteigen und dann = 0 sein, aber was passiert dann? dann behält er den konstanten Wert U * C oder???

    Wie sähe der Strom verlauf qualitativ aus? Erst eine gerade linie senkrecht hoch und dann konstant parallel zur x achse nach rechts oder?

    Jetzt habe ich aber eine frage. was passiert mit dem t

    Wenn ich Uc(t) = U = I/C * t habe und das ganze nach I umstelle, dann kriege ich:

    i(t) = Uc/t *C aber das wäre dann kein Konstantewr verlauf. Was passiert mit dem t im Nenner??

    Und kannst Du nochmal in worten erklären was mit der Spannung passiert?

    Achso, aber was passiert mit I und U? Am anfang ist I gegen unendlich, oder? Also wie ein kurzschluss
     
  9. #8 isi1, 18.05.2009
    Zuletzt bearbeitet: 18.05.2009
    isi1

    isi1 Strippenstrolch

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    AW: Idealer Kondensator und ideale Spule (Schaltvorgänge)

    U*C ist eine Ladung, kein Strom. Der Strom bleibt nach dem Anfangsstoß gleich Null, wie Du schon richtig schriebst. Der Strich ist nicht nur parallel zur x-Achse, er ist auf der x-Achse (Zeitachse). In dem Bild ist gezeigt, wie die Fläche unter dem Diracstoß gleich bleibt, obwohl die Zeit immer kürzer wird.
    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b4/Dirac_function_approximation.gif

    Die Spannung macht eine Sprungfunktion, d.h. sie beginnt bei Null, steigt in sehr kleiner Zeit auf U und bleibt dann auf U, parallel zur Zeitachse.
    Ist doch klar, Martina,
    wie Du schon schriebst, ist der Strom für sehr kleine t ziemlich hoch, und für größere t ist er gleich Null.

    Genau, Du sagst es korrekt!
     
  10. #9 MartinaW, 18.05.2009
    MartinaW

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    AW: Idealer Kondensator und ideale Spule (Schaltvorgänge)

    Ich habe nochmal mein Diagramm für den Kondensator mit Formel in den Anhang gepackt. Und wie der Professor es makiert hat. Mit einem Pfeil von der Gleichung auf den Verlauf. Bei der anderen Gruppe hat er es abgehakt. Ist der verlauf doer die Formel falsch? man ich steh so aufn schlauch. Wie sollten die Verläufe dann aussehen.
     

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  11. isi1

    isi1 Strippenstrolch

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    AW: Idealer Kondensator und ideale Spule (Schaltvorgänge)

    Für den Kondensator ohne Widerstand ist das ziemlich unbrauchbar.

    Es sollte etwa so aussehen (I ist üblich rot und U blau):
     

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