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elektrotechnik_1:grundlagen_und_grundbegriffe [2020/10/17 04:39] tfischer |
elektrotechnik_1:grundlagen_und_grundbegriffe [2021/09/30 09:07] tfischer |
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- | ^ Basisgröße | + | |
- | | Zeit | Sekunde | + | ^ Basisgröße |
- | | Länge | + | | Zeit |
- | | Stromstärke | Ampere | + | | Länge |
- | | Masse | + | | Stromstärke |
- | | Temperatur | + | | Masse | Kilogramm |
- | | Stoffmenge | + | | Temperatur |
- | | Lichtstärke | Candela | + | | Stoffmenge |
+ | | Lichtstärke | ||
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* Dies ist die Kurzform von $I = 2\cdot 1A$ | * Dies ist die Kurzform von $I = 2\cdot 1A$ | ||
* $I$ ist die physikalische Größe, hier: elektrische Stromstärke | * $I$ ist die physikalische Größe, hier: elektrische Stromstärke | ||
- | * $\{I\}=2$ ist der Zahlenwert | + | * $\{I\} = 2 $ ist der Zahlenwert |
- | * $[I]=A$ ist die (Maß-)Einheit, | + | * $ [I] = 1 A$ ist die (Maß-)Einheit, |
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| Yotta | Y | $10^{24}$ | | Yotta | Y | $10^{24}$ | ||
| Zetta | Z | $10^{21}$ | | Zetta | Z | $10^{21}$ | ||
- | | Yotta | + | | Exa |
- | | Yotta | + | | Peta | P | $10^{15}$ |
- | | Yotta | + | | Tera | T | $10^{12}$ |
- | | Yotta | + | | Giga | G | $10^{9}$ |
- | | Yotta | + | | Mega | M | $10^{6}$ |
- | | Yotta | + | | Kilo | k | $10^{3}$ |
- | | Yotta | h | $10^{2}$ | + | | Hekto | h | $10^{2}$ |
- | | Yotta | + | | Deka | de | $10^{1}$ |
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\\ $W = m \cdot g \cdot s \quad\quad$ mit $m=100kg$, $s=2m$ und $g=9, | \\ $W = m \cdot g \cdot s \quad\quad$ mit $m=100kg$, $s=2m$ und $g=9, | ||
\\ $W = 100kg \cdot 9, | \\ $W = 100kg \cdot 9, | ||
- | \\ $W = 100\cdot 9,81 \cdot 2 \;\; \cdot \;\; kg \cdot m \cdot {{m}\over{s^2}}$ | + | \\ $W = 100\cdot 9,81 \cdot 2 \;\; \cdot \;\; kg \cdot {{m}\over{s^2}} |
- | \\ $W = 1962 \quad\quad \cdot \quad\quad\; | + | \\ $W = 1962 \quad\quad \cdot \quad\quad\; |
\\ $W = 1962 Nm = 1962 J $ | \\ $W = 1962 Nm = 1962 J $ | ||
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+ | {{youtube> | ||
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Besonders in Elektrotechnik wird durch Groß-/ | Besonders in Elektrotechnik wird durch Groß-/ | ||
- | * eine zeitlich konstante (zeitunabhängige) Größe handelt, z.B. die Periode $T$ | + | * eine zeitlich konstante (zeitunabhängige) Größe handelt, |
- | * oder um eine zeitabhängige Größe handelt, z.B. die Momentanspannung $u(t)$ | + | * oder um eine zeitabhängige Größe handelt, |
Die relevanten griechischen Buchstaben für die Elektrotechnik werden in folgendem Video beschrieben. | Die relevanten griechischen Buchstaben für die Elektrotechnik werden in folgendem Video beschrieben. | ||
- | |||
- | {{youtube> | ||
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=== Halbleiter === | === Halbleiter === | ||
- | Im Halbleiter können Ladungsträger durch Wärme und Lichteinstrahlung generiert | + | Im Halbleiter können Ladungsträger durch Wärme und Lichteinstrahlung generiert |
Beispiele: | Beispiele: | ||
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<WRAP right 50%> | <WRAP right 50%> | ||
- | Aufbau für eigene Versuche | + | Aufbau für eigene Versuche |
- | {{url> | + | {{url> |
Nehmen Sie eine Ladung ($+1nC$) und positionieren Sie diese. Messen Sie das Feld über eine Probeladung (einen Sensor) aus. | Nehmen Sie eine Ladung ($+1nC$) und positionieren Sie diese. Messen Sie das Feld über eine Probeladung (einen Sensor) aus. | ||
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* Proportionalitätsfaktor $a$ | * Proportionalitätsfaktor $a$ | ||
* Der Proportionalitätsfaktor $a$ wird so definiert, dass sich in der Elektrodynamik einfachere Beziehungen entstehen. | * Der Proportionalitätsfaktor $a$ wird so definiert, dass sich in der Elektrodynamik einfachere Beziehungen entstehen. | ||
- | * $a$ wird damit zu: \\ $a = {{1} \over {4\pi\cdot\varepsilon_0}}$ | + | * $a$ wird damit zu: \\ $a = {{1} \over {4\pi\cdot\varepsilon}}$ |
- | * $\varepsilon_0$ ist die {{wpde> | + | * $\varepsilon_0$ ist die {{wpde> |
* Die Formel ähnelt derjenigen der Gravitationskraft: | * Die Formel ähnelt derjenigen der Gravitationskraft: | ||
<callout icon=" | <callout icon=" | ||
- | Die Coulombkraft lässt sich berechnen über \\ $\boxed{ F_C = {{{1} \over {4\pi\cdot\varepsilon}} \cdot {{Q_1 \cdot Q_2} \over {r^2}}}}$ \\ | + | Die Coulombkraft |
mit $\varepsilon_0 = 8,85 \cdot 10^{-12} \cdot {{C^2 \over {m^2\cdot N}}} = 8,85 \cdot 10^{-12} \cdot {{As} \over {Vm}}$ | mit $\varepsilon_0 = 8,85 \cdot 10^{-12} \cdot {{C^2 \over {m^2\cdot N}}} = 8,85 \cdot 10^{-12} \cdot {{As} \over {Vm}}$ | ||
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- | Ein Ladungstransport kann stattfinden durch: | + | Ein Ladungstransport kann stattfinden durch (<imgref BildNr4> |
* negative Ladungsträger $\color{midnightBlue}{\Delta Q_n}$ (z.B. Elektronen in einem metallischen Leiter) | * negative Ladungsträger $\color{midnightBlue}{\Delta Q_n}$ (z.B. Elektronen in einem metallischen Leiter) | ||
* positive Ladungsträger $\color{brown}{\Delta Q_p}$ (z.B. bestimmte Halbleitermaterialien oder in elektrochemische Zellen) | * positive Ladungsträger $\color{brown}{\Delta Q_p}$ (z.B. bestimmte Halbleitermaterialien oder in elektrochemische Zellen) | ||
Zeile 501: | Zeile 502: | ||
* Der Energieumsatz ist proportional der transportierten Ladungsmenge $q$ | * Der Energieumsatz ist proportional der transportierten Ladungsmenge $q$ | ||
* In vielen Fällen ist den " | * In vielen Fällen ist den " | ||
+ | * Im englischen Sprachraum wird häufig $V$ (für Voltage) als Bezeichnung der Größe genutzt: \\ z.B. | ||
+ | * $VCC = 5V$ : Spannungsversorgung eines IC (__V__oltage __C__ommon __C__ollector), | ||
+ | * $V_{S+} = 15V$ : Spannungsversorgung eines Operationsverstärkers (__V__oltage __S__upply plus). | ||
~~PAGEBREAK~~ ~~CLEARFIX~~ | ~~PAGEBREAK~~ ~~CLEARFIX~~ | ||
Zeile 569: | Zeile 573: | ||
Die Spannung von $U_{12}$ entlang einem Weg von Punkt ① nach ② wird positiv, wenn das Potential in ① größer ist als das Potential in ②. | Die Spannung von $U_{12}$ entlang einem Weg von Punkt ① nach ② wird positiv, wenn das Potential in ① größer ist als das Potential in ②. | ||
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+ | |||
+ | ==== Übungen ==== | ||
+ | |||
+ | <panel type=" | ||
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+ | <WRAP right> | ||
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+ | </ | ||
+ | {{drawio> | ||
+ | </ | ||
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+ | Geben Sie für die Spannungen $U_{Batt}$, $U_{12}$ und $U_{21}$ in <imgref BildNr21> | ||
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- | {{url> | + | {{url> |
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Der Grund dafür ist der Widerstand des Leiters. | Der Grund dafür ist der Widerstand des Leiters. | ||
- | Ein Widerstand ist ein elektrisches Bauteil mit zwei Anschlüssen (bzw. Klemmen). Bauteile mit zwei Anschlüssen werden als Zweipol oder Eintor bezeichnet. Im zweiten Semester werden auch Vierpole bzw. Zweitore dazukommen. | + | Ein Widerstand ist ein elektrisches Bauteil mit zwei Anschlüssen (bzw. Klemmen). Bauteile mit zwei Anschlüssen werden als Zweipol oder Eintor bezeichnet |
Im Allgemeinen ist die Ursache-Wirkung-Beziehung so, dass eine angelegte Spannung am Widerstand den Stromfluss erzeugt. Es gilt aber auch die Umgekehrte Beziehung: Sobald ein elektrischer Strom über einen Widerstand fließt, wird ein Spannungsabfall am Widerstand erzeugt. | Im Allgemeinen ist die Ursache-Wirkung-Beziehung so, dass eine angelegte Spannung am Widerstand den Stromfluss erzeugt. Es gilt aber auch die Umgekehrte Beziehung: Sobald ein elektrischer Strom über einen Widerstand fließt, wird ein Spannungsabfall am Widerstand erzeugt. | ||
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* der Widerstandswert $R$ steigt proportional mit der Länge $l$, die der Strom zurücklegen muss: $R \sim l$ | * der Widerstandswert $R$ steigt proportional mit der Länge $l$, die der Strom zurücklegen muss: $R \sim l$ | ||
* der Widerstandswert $R$ fällt umgekehrt proportional mit der Querschnittsfläche $A$ durch welche der Strom durchtritt: $R \sim {{1}\over{A}}$ | * der Widerstandswert $R$ fällt umgekehrt proportional mit der Querschnittsfläche $A$ durch welche der Strom durchtritt: $R \sim {{1}\over{A}}$ | ||
- | * der Widerstandswert $R$ ist abhängig vom Material | + | * der Widerstandswert $R$ ist abhängig vom Material |
* damit erhält man: \\ $R \sim {{l}\over{A}}$ | * damit erhält man: \\ $R \sim {{l}\over{A}}$ | ||
~~PAGEBREAK~~ ~~CLEARFIX~~ | ~~PAGEBREAK~~ ~~CLEARFIX~~ | ||
<WRAP right 30%> | <WRAP right 30%> | ||
- | < | + | < |
^ Material | ^ Material | ||
- | | Silber | + | | Silber |
- | | Kupfer | + | | Kupfer |
- | | Aluminium | + | | Aluminium |
- | | Gold | $2,2\cdot 10^{-2}$ | + | | Gold |
- | | Blei | $2,1\cdot 10^{-1}$ | + | | Blei |
- | | Graphit | + | | Graphit |
- | | Akkusäure (Bleiakku) | $1,5\cdot 10^4$ | + | | Akkusäure (Bleiakku) | $1,5\cdot 10^4$ | |
- | | Blut | $1,6\cdot 10^{6}$ | + | | Blut |
- | | (Leitungs)Wasser | + | | (Leitungs)Wasser |
- | | Papier | + | | Papier |
</ | </ | ||
Zeile 679: | Zeile 697: | ||
* Es existiert auch ein spezifischer Leitwert $\kappa$, gegeben über den Leitwert $G$ : $G= \kappa \cdot {{A}\over{l}}$ | * Es existiert auch ein spezifischer Leitwert $\kappa$, gegeben über den Leitwert $G$ : $G= \kappa \cdot {{A}\over{l}}$ | ||
- | | + | |
- | + | ||
- | ==== Verbraucher ==== | + | |
- | * Ein Widerstand wird häufig auch als Verbraucher bezeichnet. | + | |
- | * Der umgangssprachlicher Begriff Verbraucher steht aber hierbei für einen elektrischen Verbraucher - also einem Bauteil, welches die elektrische Energie in eine andere Energieform wandelt. | + | |
- | * Neben den reinem ohmschen Verbraucher existieren aber auch ohmsch-induktive Verbraucher (z.B. Spulen im Motor) oder ohmsch-kapazitive Verbraucher (z.B. verschiedene Netzteile durch Kondensatoren am Ausgang). Entsprechend ist die Gleichsetzung von Widerstand und Verbraucher falsch. | + | |
==== Temperaturabhängigkeit von Widerständen ==== | ==== Temperaturabhängigkeit von Widerständen ==== | ||
Zeile 722: | Zeile 735: | ||
* Die Konstante wird hierbei ersetzt durch $c = R_0 \cdot \alpha$ | * Die Konstante wird hierbei ersetzt durch $c = R_0 \cdot \alpha$ | ||
* $\alpha$ ist hierbei der **lineare Widerstands-Temperaturkoeffizient** mit der Einheit: $ [\alpha] = {{1}\over{[\vartheta]}} = {{1}\over{K}} $ | * $\alpha$ ist hierbei der **lineare Widerstands-Temperaturkoeffizient** mit der Einheit: $ [\alpha] = {{1}\over{[\vartheta]}} = {{1}\over{K}} $ | ||
- | * Neben dem linearen Term ist es auch möglich mit höherem Exponenten des Temperatureinflusses die Genauigkeit der Berechnung von $R(\vartheta)$ erhöhen | + | * Neben dem linearen Term ist es auch möglich mit höherem Exponenten des Temperatureinflusses die Genauigkeit der Berechnung von $R(\vartheta)$ erhöhen. Dieser Ansatz wir in Mathematik unter {{wpde> |
* Diese Widerstands-Temperaturkoeffizienten werden mit griechischen Buchstaben beschrieben: | * Diese Widerstands-Temperaturkoeffizienten werden mit griechischen Buchstaben beschrieben: | ||
~~PAGEBREAK~~ ~~CLEARFIX~~ | ~~PAGEBREAK~~ ~~CLEARFIX~~ | ||
<callout icon=" | <callout icon=" | ||
+ | |||
+ | <WRAP right 30%> | ||
+ | < | ||
+ | </ | ||
+ | {{drawio> | ||
+ | </ | ||
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Die Temperaturabhängigkeit eines Widerstands wird über folgende Gleichung beschrieben: | Die Temperaturabhängigkeit eines Widerstands wird über folgende Gleichung beschrieben: | ||
$\boxed{ R(\vartheta) = R_0 (1 + \alpha \cdot (\vartheta - \vartheta_0) + \beta \cdot (\vartheta - \vartheta_0)^2 + \gamma \cdot (\vartheta - \vartheta_0)^3 + ...}$ | $\boxed{ R(\vartheta) = R_0 (1 + \alpha \cdot (\vartheta - \vartheta_0) + \beta \cdot (\vartheta - \vartheta_0)^2 + \gamma \cdot (\vartheta - \vartheta_0)^3 + ...}$ | ||
+ | |||
+ | Dabei sind: | ||
+ | * $\alpha$ der **(lineare) Widerstands-Temperaturkoeffizient** mit der Einheit: $ [\alpha] = {{1}\over{K}} $ | ||
+ | * $\beta$ der **(quadratische) Widerstands-Temperaturkoeffizient** mit der Einheit: $ [\beta] = {{1}\over{K^2}} $ | ||
+ | * $\gamma$ der **Widerstands-Temperaturkoeffizient** mit der Einheit: $ [\gamma] = {{1}\over{K^3}} $ | ||
+ | * $\vartheta_0$ die vorgegebene Bezugstemperatur (oder Referenztemperatur), | ||
+ | |||
+ | Je weiter der Temperaturbereich von der Bezugstemperatur abweicht, desto mehr Temperaturkoeffizient sind notwendig, um den tatsächlichen Verlauf nachzubilden (<imgref BildNr22> | ||
+ | ~~PAGEBREAK~~ ~~CLEARFIX~~ | ||
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+ | <callout icon=" | ||
+ | Neben der Angabe der Parameter $\alpha$, | ||
+ | |||
+ | Auch hier lässt sich wieder eine Reihen-Entwicklung ansetzen: $R(T) \sim e^{A + {{B}\over{T}} + {{C}\over{T^2}} + ...}$ | ||
+ | |||
+ | Häufig wird aber nur $B$ angegeben. \\ Durch Verhältnisbildung einer beliebigen Temperatur $T$ und $T_{25}=298, | ||
+ | ${{R(T)}\over{R_{25}}} = {{exp \left({{B}\over{T}}\right)} \over {exp \left({{B}\over{298, | ||
+ | |||
+ | Damit lässt sich die endgültige Formel ermitteln: | ||
+ | |||
+ | $R(T) = R_{25} \cdot exp \left( B_{25} \cdot \left({{1}\over{T}} - {{1}\over{298, | ||
+ | |||
+ | </ | ||
=== Arten von temperaturabhängigen Widerständen === | === Arten von temperaturabhängigen Widerständen === | ||
Neben der Temperaturabhängigkeit als Störeinfluss gibt es auch Bauteile, welche bewusst auf eine bestimmten Temperatureinfluss gezüchtet worden sind. Diese werden als Thermistor (Kofferwort aus: __therm__ally-sensitive res__istor__) bezeichnet. Die Thermistoren teilen sich in prinzipiell Heißleiter und Kaltleiter auf. | Neben der Temperaturabhängigkeit als Störeinfluss gibt es auch Bauteile, welche bewusst auf eine bestimmten Temperatureinfluss gezüchtet worden sind. Diese werden als Thermistor (Kofferwort aus: __therm__ally-sensitive res__istor__) bezeichnet. Die Thermistoren teilen sich in prinzipiell Heißleiter und Kaltleiter auf. | ||
- | Eine Sonderform sind Materialien welche in explizit auf eine minimale Temperaturabhängigkeit optimiert wurden (z.B. Konstantan oder Isaohm). | + | Eine Sonderform sind Materialien, welche in explizit auf eine minimale Temperaturabhängigkeit optimiert wurden (z.B. Konstantan oder Isaohm). |
<WRAP group>< | <WRAP group>< | ||
Zeile 760: | Zeile 802: | ||
* Beispiele dafür sind dotierte Halbleiter oder Metalle | * Beispiele dafür sind dotierte Halbleiter oder Metalle | ||
* Anwendungen sind Temperatursensoren. Hierzu bieten sie häufig einen großen Temperaturbereich und gute Linearität (z.B. PT100 im Bereich von $-100°C$ bis $200°C$). | * Anwendungen sind Temperatursensoren. Hierzu bieten sie häufig einen großen Temperaturbereich und gute Linearität (z.B. PT100 im Bereich von $-100°C$ bis $200°C$). | ||
+ | * [[https:// | ||
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+ | {{page> | ||
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===== 1.7 Leistung und Wirkungsgrad ===== | ===== 1.7 Leistung und Wirkungsgrad ===== | ||
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- | === Ermittlung der elektrischen Leistung im Gleichstrom-Stromkreis === | + | ==== Ermittlung der elektrischen Leistung im Gleichstrom-Stromkreis |
Aus dem Kapitel [[#1.5 Spannung, Potential und Energie]] ist bekannt, dass eine Bewegung einer Ladung über eine Potentialdifferenz hinweg einer Änderung der Energie entspricht. Ladungstransport bedeutet also automatisch Energieaufwand. Häufig interessiert aber der Energieaufwand pro Zeiteinheit. | Aus dem Kapitel [[#1.5 Spannung, Potential und Energie]] ist bekannt, dass eine Bewegung einer Ladung über eine Potentialdifferenz hinweg einer Änderung der Energie entspricht. Ladungstransport bedeutet also automatisch Energieaufwand. Häufig interessiert aber der Energieaufwand pro Zeiteinheit. | ||
Zeile 841: | Zeile 887: | ||
Gelten die oben genannten Einschränkungen nicht, muss die erzeugte/ | Gelten die oben genannten Einschränkungen nicht, muss die erzeugte/ | ||
- | Neben dem Stromfluss von Quelle | + | Neben dem Stromfluss von der Quelle |
Betrachtet man nur __einen Gleichstrom-Stromkreis__, | Betrachtet man nur __einen Gleichstrom-Stromkreis__, | ||
Zeile 847: | Zeile 893: | ||
Damit ergibt sich für die Leistung (d.h. pro Zeiteinheit umgesetzte Energie): \\ | Damit ergibt sich für die Leistung (d.h. pro Zeiteinheit umgesetzte Energie): \\ | ||
- | $\boxed{W=U_{12} \cdot I}$ mit der Einheit $[P]=V\cdot A = W$ ... $W$ steht hier für Watt. | + | $\boxed{P=U_{12} \cdot I}$ mit der Einheit $[P]= 1 V\cdot A = 1W \quad$ ... $W$ steht hier für Watt. |
Für ohmsche Widerstände gilt: | Für ohmsche Widerstände gilt: | ||
Zeile 853: | Zeile 899: | ||
$\boxed{P=R\cdot I^2 = {{U_{12}^2}\over{R}}}$ | $\boxed{P=R\cdot I^2 = {{U_{12}^2}\over{R}}}$ | ||
- | === Nenngrößen von ohmschen Verbrauchern === | + | ==== Nenngrößen von ohmschen Verbrauchern |
^ Name der Nenngröße ^ physikalische Größe ^ Beschreibung ^ | ^ Name der Nenngröße ^ physikalische Größe ^ Beschreibung ^ | ||
Zeile 860: | Zeile 906: | ||
| Nennspannung | | Nennspannung | ||
- | === Wirkungsgrad === | + | |
+ | ==== Wirkungsgrad ==== | ||
+ | |||
+ | <WRAP right 30%> | ||
+ | < | ||
+ | </ | ||
+ | {{drawio> | ||
+ | |||
+ | </ | ||
Die nutzbare (= nach außen abgegebene) $P_A$ Leistung ist immer kleiner als die zugeführte (eingehende) Leistung $P_E$. Die Differenz wird als Verlustleistung $P_V$ bezeichnet. Es gilt damit: | Die nutzbare (= nach außen abgegebene) $P_A$ Leistung ist immer kleiner als die zugeführte (eingehende) Leistung $P_E$. Die Differenz wird als Verlustleistung $P_V$ bezeichnet. Es gilt damit: | ||
Zeile 868: | Zeile 922: | ||
Anstelle der Verlustleistung $P_V$ wird häufig der Wirkungsgrad $\eta$ angegeben: | Anstelle der Verlustleistung $P_V$ wird häufig der Wirkungsgrad $\eta$ angegeben: | ||
- | $\eta = {{P_{A}}\over{P_{E}}}\overset{!}{< | + | $\boxed{\eta = {{P_{A}}\over{P_{E}}}\overset{!}{< |
+ | Bei hintereinandergeschalteten Systemen (siehe <imgref BildNr23> | ||
+ | |||
+ | $\boxed{\eta = {{P_{A}}\over{P_{E}}} = {\not{P_{1}}\over{P_{E}}}\cdot {\not{P_{2}}\over \not{P_{1}}}\cdot {{P_{A}}\over \not{P_{2}}} = \eta_1 \cdot \eta_3 \cdot \eta_3}$ | ||
+ | |||
+ | ~~PAGEBREAK~~ ~~CLEARFIX~~ | ||
==== Übungen ==== | ==== Übungen ==== | ||
Zeile 877: | Zeile 936: | ||
</ | </ | ||
- | <panel type=" | + | <panel type=" |
- | {{youtube>c31qvyXKpNc}} | + | |
- | * Der Batteriemonitor BQ769x0 misst die Lade- und Entladeströme einer Lithium-Ionen-Batterie mittels der Spannung über einem Messwiderstand (eng. Shunt). | + | Auf einer Platine wird ein SMD Widerstand zur Strommessung eingesetzt. Der Widerstandswert soll $R=0, |
- | * Der Shunt soll einen Widerstandswert von 1mOhm haben. Welche maximalen Lade-/ | + | |
+ | Welcher Strom kann höchstens gemessen werden? | ||
+ | |||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | <panel type=" | ||
+ | |||
+ | <WRAP right> | ||
+ | < | ||
+ | </ | ||
+ | {{drawio>SkizzeBatteriemonitor}} | ||
+ | </ | ||
+ | |||
+ | * Der Batteriemonitor BQ769x0 misst die Lade- und Entladeströme einer Lithium-Ionen-Batterie mittels der Spannung über einem Messwiderstand (eng. Shunt). | ||
+ | * Zeichnen Sie ein Ersatzschaltbild mit Spannungsquelle (Batterie), Messwiderstand und Lastwiderstand $R_L$. Zeichnen Sie auch die Messpannung und Lastspannung ein. | ||
+ | * Der Shunt soll einen Widerstandswert von $1m\Omega$ | ||
* Welche Verlustleistung wird im Extremfall am Shunt erzeugt? | * Welche Verlustleistung wird im Extremfall am Shunt erzeugt? | ||
- | * Die Batterie soll eine Nominalspannung von 12V haben (3 Zellen). Welchen Wirkungsgrad | + | * Nun soll der Wirkungsgrad berechnet werden |
+ | * Ermitteln Sie den Wirkungsgrad als Funktion von $R\_S$ und $R_L$. Beachten Sie, dass durch beide Widerstände der gleiche Strom fließt. | ||
+ | * Sonderaufgabe: | ||
</ | </ | ||
+ | <panel type=" | ||
+ | |||
+ | Eine Wasserpumpe ($\eta_P = 60\%$) besitzt einen elektromotorischem Antrieb ($\eta_M=90\%$). | ||
+ | Die Pumpe soll je Minute $500l$ Wasser $12m$ hochpumpen. | ||
+ | |||
+ | * Welche Nennleistung muss der Motor haben? | ||
+ | * Welchen Strom nimmt der Motor am $230V$-Netz auf? | ||
+ | </ | ||
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