Elektrotechnik Spannungsteiler. Die Spannung bricht zusammen, was bedeutet das?
Ein Spannungsteiler liegt an 180V, und es fließt ein Strom von 15mA Eine Teilspannung von 72V kann abgegriffen werden. Mit dieser Teilspannung soll ein Verbraucher gespeist werden, durch den bei 72V 6mA fließen. Auf welchen Wert bricht die abgenommene Spannung bei dieser Belastung zusammen?
Was Bedeutet das die Spannung zusammen bricht, also was soll ich berechnen. Bitte so ausführlich wie möglich beantworten. Und wenn möglich mit Lösungsweg.
3 Antworten
Wenn du den Verbraucher an den Spannungsteiler anschließt, wird die Teilspannung natürlich kleiner, bzw. man sagt "die Spannung bricht ein". Es geht jetzt um den Wert dieser neuen Spannung bei Belastung.
Ohm'sches Gesetz...
Ok danke ich konnte aus der Aufgabe nicht herauslesen, das die Last noch nicht angeschlossen ist. Dann ist das ja einfach. Und danke für die Erklärung des "Einbrechens". Hat mit geholfen.
Nehmen wir vereinfacht an, dass sich dein Verbraucher durch einen ohmschen Widerstand modellieren lässt. Der Widerstand R_v des Verbrauchers würde dann folgen zu:
U_v/I_v = R_v = 12kOhm
Nehmen wir als Ersatzschaltbild eine Spannungsquelle mit U_o = 180V in Reihe zu zwei Widerständen R1 und R2 an. Die Spannung über R2 sei dann nun diejenige, welche wir abnehmen können. Wir der Verbraucher hinzugeschaltet, so entspricht dies in unserem Schaltbild einer Parallelschaltung von R_v zu R2. Es gilt zunächst die Werte der Widerstände R1 und R2 zu bestimmen. Aus den Angaben folgt im unbelasteten Fall (Rv -> inf):
R1 + R2 = U_o/I_o
U(R2) = R2*I_o
Wir folgern also:
R2 = U(R2)/I_o = 4.8 kOhm
--> R1 = U_o/I_o - R2 = 7.2 kOhm
Schalten wir nun das gewünschte Rv, den Verbraucher zu, so folgt eine Veränderung der Reihenschaltung. R2 parallel Rv ist nun in Reihe geschaltet zu R1, wir möchten nun schreiben:
R3 := (R2 || Rv) = R2*Rv/(R2 + Rv)
Damit folgt die Spannung am Verbraucher zu:
U(Rv) = U(R3)
mit den Regeln zum Spannungsteiler folgt hier sofort bei unveränderter Versorgungsspannung U_o:
U(R3) = U_o * R3/(R1 + R3)
Einsetzen liefert uns nun die Werte für R3 zu:
R3 = 24000/7 Ohm
Setzen wir nun alle Werte in die Formel für den Spannungsteiler ein, so erhalten wir:
U(R3) = 1800/31 V = ca. 58.065 V
Die Spannungsdifferenz zwischen dem unbelasteten Zustand und dem Zustand mit zugeschaltetem Verbraucher liefert uns:
U(ohne) = 72 V
U(mit) = 1800/31 V
--> dU = U(mit) - U(ohne) = - 432/31 V = ca. -13.935 V
Bei hinzuschalten des Verbrauchers verringert sich die abzugreifende Spannung im Vergleich zum Leerlauf also um ca. -14 V !!!
Lösungsvorschlag - siehe Bild
Ich hatte es zwar jetzt schon aber trotzdem danke. Tut mir leid wenn du das Bild jetzt nur wegen mir gemacht hast.