Wie kann ich ein Ersatzschaltbild von einer Schaltung erstellen?
Hallo :)
Habe eine Aufgabe:
Erstellen Sie ein Ersatzschaltbild zur folgenden Schaltung:
Ich habe jedoch keine Ahnung, wie ich das mache. Habe in der Schule leider nicht aufgepasst.
Kann mir jemand sagen, wie ich ein Ersatzschaltbild zu einer Schaltung zeichne? Worauf ich achten muss, oder wie ich am besten vorgehe? :) Danke im voraus,
Schrubberx
3 Antworten
Hallo Schrubberx,
Um ein Ersatzschatbild zu erhalten, wird eine vorhandene Schaltung so weit vereinfacht, bis sich ein einfaches Rechenmodell ergibt, das sich genau so verhält, wie die reale Schaltung. Um z.B. einen Transistor berechnen zu können, wurden Ersatzschaltbilder entwickelt. Der Transistor selbst wird ja aus Silizium hergestellt und ist ist ein Stück. Je nachdem für welchen Zweck man den Transistor einsetzen will, braucht man unterschiedlich komplexe Ersatzschaltbilder, um sein Verhalten darzustellen: Sein Verstärkungsverhalten, seine Frequenzabhängigkeit, Sein Sperrverhalten usw.
Das Ersatzschaltbild einer Leitung z.B. besteht aus einem Widerstand in Längsrichtung (Ohmscher Widerstand des Leiters) einer Spule (eine Leitung baut um sich herum ein Magnetfeld auf; deshalb können niedrigere Frequenzem mit geringeren Verlusten Übertragen werden); zwischen den Leitern wirkt eine Kapazität, die die hohen Frequenzen Ableitet (Im Extremfalle kurzschließt) und dem Isolationswiderstand zwischen den Leitern.
Reale Kondensatoren sind auch nicht so ideal, wie sie im Physikunterricht gelehrt werden: Die Leitungen zu den Platten haben eien ohmschen Widerstand, Zwischen den Platten wirkt das Dieelektrikum als nichidealer Isolator mit endlichem Widerstand. Und wenn der Kondensator mit Wechselstrom beaufschlagt wird (was die Regel ist) haben seine Anschlussdrähte auch noch die Wirkung einer Spule.
In der realen Elektrotechnik muss das bei entsprechenden Umständen alles berücksichtigt werden, damit sich die Schaltung so verhält, wie geplant. Um entscheiden zu können, wann man mit dem Idealen Kondensator rechnen kann, und wann man sein reales Ersatzschaltbild verwenden muss unterscheidet den Laien vom Fachmann.
Hoffe konnte Dir helfen.
Lies auch meinen Kommentar zu HarryHirschs Antwort.
Es heißt letztendlich nur, dass du wenn du mehrer Spannungsquellen hast sie auf eine zusammenfasst. Das selbe mit den Widerständen.
Angenommen, du hast jetzt (einfaches bsp) eine Starthilfe am Auto notwendig. Dafür brauchst du 2 Batterien (deine und eine andere). Beide Batterien haben einen Innenwiderstand (die schwächere 100milliohm und die Stärkere 30 milliohm) und eine Spannung (die Schwächer 10 V und die Stärkere 12,5 V). Dann rechnest du alle Widerstände und Spannugnsquellen zusammen.
Dann, wenn du sie zusammen gefasst hast, bildest du eine "Ersatzspannungsquelle" und einen "Ersatzinnenwiderstand" der Batterien.
Somit besteht dien Ersatzschaltplan aus 1 Spannungsquelle (zusammengefasst aus deinen beiden) und aus einem Widerstand (dein zusammengefasster Widerstand der Batterie).
Also alles einfach zusammenfassen, was auch gleich ist. Also darfst keinen Wirkwiderstand (reiner ohmscher Widerstand) und einen frequenzabhängigen Blindwiderstand ( z.B. Spule oder Kondensator) zusammen rechnen ;)
Eigenlich ganz einfach...
Ersatzschaltbild heist, dass sich Deine "neue" Schaltung wie die alte verhält.
Das heist je nach Aufbau der Schaltung werden Reihen- und Parallelwiderstände ermittelt, bis ein Widerstand übrig ist. Das geht nur bei linearen (auch bei Wechselspannung) Schaltungen...
Ja, dass stimmt...
Aber das ist alles nicht ganz trivial
Wobei Du bei der Diode vorher wissen must, ob sie leitet oder gesperrt ist.
Das erstellen einer vernünftigen Ersatzschaltung ist manchmal eine Doktorarbeit.
Ja, diese Frage hörte sich eher nach Berufsschulneviau an, daher diese Antwort.
Nein Harry Hirsch, Heute ist es möglich, von allen Bauteilen eine Ersatzschaltung zu erstellen, denn nur so ist es möglich, diese auch mit dem Rechner zu simulieren. Typisches Simulationsprogramm ist Spice (wurde von der Uni Berkley entwickelt). Es gibt z.B auch Ersatzschaltbilder verschiedener OP-Verstärker, Transistoren und und und.
Es gibt auch Programme, die Hochfrequenzschaltungen simulieren (Z.B. Super-Compact). Aber das ist alles nicht ganz trivial. Das erstellen einer vernünftigen Ersatzschaltung ist manchmal eine Doktorarbeit. Eine einfaches Ersatzschaltbild kann z.B. für eine Diode erzeugt werden: Spannungsquelle und Widerstand.