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Grundlagenforscher(R)

02.06.2011,
15:44
 

Knotenpotential-Analyse (Schaltungstechnik)

Hallo die Damen und Herren,

habe mal wieder ein kleines Problemchen mit der Schaltungsanylse. Das Aufstellen der Knotengleichung bzw. der Maschensätze und Knotenpotentiale ist durchaus machbar. Abhängig davon, wie die Spg. über die Spg.quelle abfällt ergibt sich pro Zweig ein Stromfluss und somit auch der Spg.Abfall über die einzelnen Widerstände.

Jetzt habe ich aber folgendes Problem:



Der richtungssinn von I2 passt nicht. Eigentlich müsste er umgekehrt sein.

WENN aber alle drei Spannungsquellen so wie oben geschalten sind, würde dass dazuführen, dass ich im Knoten nur Zuflüsse und keine Abflüsse hätte was nicht sein darf. Das würde mir doch glatt die Spg.quellen zerhauen.

Drehe ich jetzt die Spg.quelle Uq2 rum, müsste ich auch für den Strom das Vorzeichen drehen also wird aus I2=-I2.

Dann wäre aber meine Knotengleichung:

-I2=I3+I1

Mmmh...bringt nichts.

Das einzige was ich mir noch vorstellen könnte:

I2 ist in disem Fall negativ und ich muss den richtungssinn Uq2 umdrehen, damit es passt.

Dann würden nämlich im Knotenpunkt die Ströme I1 und I3 zum Strom I2 zusammenlaufen und der Rest ist nur noch auf- umstellen der Formeln nach der "Parallelspg", die an allen drei Zweigen an liegt.

Kann man das so machen?

x y

02.06.2011,
17:05

@ Grundlagenforscher

Knotenpotential-Analyse

» Der richtungssinn von I2 passt nicht. Eigentlich müsste er umgekehrt sein.

Nö, du bekommst halt einen negativen Strom, reine Definitionssache.


» WENN aber alle drei Spannungsquellen so wie oben geschalten sind, würde
» dass dazuführen, dass ich im Knoten nur Zuflüsse und keine Abflüsse hätte
» was nicht sein darf. Das würde mir doch glatt die Spg.quellen zerhauen.

Ideale Spannungsquellen können auch Strom aufnehmen, und tun dies immer wenn von außen mehr Spannung anliegt als sie selbst haben. Stells die wie bei einem Akku vor, der wird dann halt geladen.

BernhardB(R)

Berlin,
02.06.2011,
17:24

@ Grundlagenforscher

Knotenpotential-Analyse

Hi,

ich glaube, Du siehst das alles unnötig kompliziert.
»
»
»
» Der richtungssinn von I2 passt nicht. Eigentlich müsste er umgekehrt sein.
»
Wieso? In einem Knoten ist zwar die Summe aller zu- und abfließenden Ströme gleich Null. Aber bei der Berechnung solcher Netzwerke muss man sich auf bestimmte Konventionen einigen. Man kann also sagen: "Alle Ströme mit Pfeil zum Knoten hin fließen in diesen Knoten hinein." (Das muss man dann natürlich für alle Knoten des Netzwerkes so durchziehen!)
Das heißt aber nun nicht, dass nicht alle Strompfeile eines Knotens zu diesem hin zeigen dürften. Erst am Ende der Berechnung wird man in so einem Fall feststellen, dass ein oder mehrere Ströme (aber nicht alle, sonst hätte man falsch gerechnet) an diesem Knoten ein negatives Vorzeichen haben- also real aus dem Knoten herausfließen.
»
» Drehe ich jetzt die Spg.quelle Uq2 rum, müsste ich auch für den Strom das
» Vorzeichen drehen also wird aus I2=-I2.
»
Die Stromrichtung durch diese Spannungsquelle hängt absolut nicht von der Polung dieser Spannungsquelle ab- Du hast ja drei Spannungsquellen in Deinem Netzwerk, und alle drei beeinflussen die Richtung von I2!

» I2 ist in disem Fall negativ und ich muss den richtungssinn Uq2 umdrehen,
» damit es passt....
» Kann man das so machen?

Nein! Wenn Du eine Spannungsquelle für Deine Rechnung umpolst, hast Du völlig andere Verhältnisse im Netzwerk!
Du musst schon sklavisch die Spannungs- und Strompfeile so wie in der Aufgabenstellung beachten, sonst erhältst Du ein falsches Ergebnis.

Und eines solltest Du Dir auch klar machen: Über die tatsächliche Richtung von I2 kann man bei Deiner Aufgabenstellung sowieso gar nichts aussagen, weil keinerlei Werte gegeben sind und Du logischerweise darum auch die Aufgabe nicht numerisch lösen sollst.

Gruß
Bernhard

Grundlagenforscher(R)

03.06.2011,
09:43

@ BernhardB

Knotenpotential-Analyse

hoffe die herren hatten einen schönen herrentag und ich bedanke mich natürlich für die Antworten.

So richtig zufrieden bin ich aber noch nicht (leider).

Hier mal meine Gleichungen:

Ich beginne mit dem linken Zweig. Masse lege ich jetzt für den unteren Knotenpunkt fest.

U1 = U2 = U3

U1 = I1R2 + I1R1 - Uq1

U2 = I2R3 - Uq2

U3 = I3R4 + I3R5 - Uq3

I1 + I2 + I3 = 0

So und bei der Knotengleichung hapert es. Ich stelle mir es so vor, als ob drei Flüsse in einen See fließen - aber keiner mehr rausfließt. Also kommt es zu einer Überschwemmung :-P

Passen die Gleichung? Irgendein Strom MUSS negativ sein, dann mit die Bilanz am Ende 0 wird.

x y

03.06.2011,
11:49

@ Grundlagenforscher

Knotenpotential-Analyse

» Passen die Gleichung?

Nein, du hast in deinem Netzwerk *sieben* Knotenpunkte. Nummerier die mal durch, sonst ist unklar was jeweils gemeint ist.


» Irgendein Strom MUSS negativ sein, dann mit die
» Bilanz am Ende 0 wird.

Du hast immer noch nicht verstanden, dass eine ideale Spannungsquelle lediglich eine Potentialdifferenz zwischen zwei Knotenpunkten bewirkt, völlig unabhängig davon wieviel Strom in welche Richtung fließt.