Physik Forum

[eichi1990]

Hallo ich brauch dringend hilfe, komm bei einer aufgabe nicht weite und muss die morgen gelöst haben, und hab nur 3/4 der aufgabe gelöst, wäre wirklich sehr nett wenn mir einer die aufgabe rechnen könnte, danke im voraus schon mal


Aufgabe: Ein ohmscher Widerstand ( R=400 Ohm) ein kondensator( C=20 Mikro F) und eine Spule( L=1,0H ) sind parrallel geschaltet. Der Widerstand der Spule kann vernachlässigt werden. Über eine Wechselspannungsquelle mit der Effektivspannung U=200V ( f=50 Hz) ist der Stromkreis geschlossen.

1. Berechnen sie daraus die Gesamtstromstärke
2.Berechnen sie die Impedanz Z.
3. Wie müsste die Kapazität gewählt werden, damit der Gesamtstrom des Stromkreieses möglichst gering ist? - Wie groß ist dann Z ?
4Berechnen sie die Gesamtfrequenz f

[evB]

Jo, das habe ich erst vor kurzem für die Physikklausur wiederholt

Also die 50 Hz wandele ich mal in "omega" um, das sind dann 314 1/s.

( R=400 Ohm) ein kondensator( C=20 Mikro F) und eine Spule( L=1,0H )

parallel

U = 200V

1. Berechnen sie daraus die Gesamtstromstärke

Die Impedanz des Widerstandes ist einfach R, also 400 Ohm. Bei der Spule (X = omega * L) ist es 314 1/s*1H, also 314 Ohm. Beim Kondensator (X = 1/(omega * C) ist es 159 Ohm. Alles zusammen in der Parallelschaltung (1/R = 1/R + 1/R + 1/R …) sind dann 83,5 Ohm.

Mit U/I = R ergibt sich ein Strom von 2,395 A.


2.Berechnen sie die Impedanz Z.

Lustig, das sind 83,5 Ohm.


3. Wie müsste die Kapazität gewählt werden, damit der Gesamtstrom des Stromkreieses möglichst gering ist? - Wie groß ist dann Z ?

Wenn man die Kapazität unendlich groß macht, dann sollte doch die Impedanz des ganzen deutlich gesenkt werden ...

Oder soll hier die Thomsonische Formel angewandt werden und den Schwindkreis auf 50 Hz ausbalanciert werden?


4 Berechnen sie die Gesamtfrequenz f

Sind das nicht die 50 Hz?

[GvC]

[evB]

Oh Mann … ähm … es war gestern einfach total spät und ich habe nicht daran gedacht …

Gut, dann probieren wir es nochmal neu:

1. Berechnen sie daraus die Gesamtstromstärke

Also R=400 Ohm, X_C = 159 Ohm sowie X_L = 314 Ohm war ja nicht falsch.

Die Addition geht dann mit mit einem Phasendiagramm, ich hoffe, ich habe das richtig herum eingezeichnet (Strom vor Spannung und so …):

Die (Vektor-)Summe ist dann √(400^2 + (314-159)^2) = 429 Ohm (bei 50 Hz).

400V / 429 Ohm = 0,932 A


2.Berechnen sie die Impedanz Z.

429 Ohm ?!


3. Wie müsste die Kapazität gewählt werden, damit der Gesamtstrom des Stromkreieses möglichst gering ist? - Wie groß ist dann Z ?

X_L = X_C, also omega L = 1/(omega C)

314 * 1 = 1 /(314*C)

C = 0.1014239929e-4 = 10 µF

4Berechnen sie die Gesamtfrequenz f

Im Resonanzfall jetzt?

Ist das dann nicht einfach nach Thomson 49,98 Hz für die neue Kapazität und 35,6 Hz für die alte Kapazität?

[GvC]

Jetzt musst Du nur noch berücksichtigen, dass es sich um eine Parallel- und keine Reihenschaltung handelt, dann könnte es richtig werden. Zur Kontrolle: Z = 251Ohm.

C für Resonanzfall ist richtig. Dabei wird der Blindleitwert Null (Blindwiderstand unendlich) und somit Z = R = 400Ohm.

Die Frage nach der Gesamtfrequenz ist Quatsch, denn die Frequenz ist fest vorgegeben (f = 50Hz). Wahrscheinlich ist nach irgendwas anderem gefragt, und eichi1990 hats nur falsch abgeschrieben.

[evB]

Ich mache auch jeden Fehler, den man machen kann?

Also nicht X, sondern 1/X auf dem Phasendiagramm abtragen, dann läuft das: 250,87 Ohm.