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Hey @all

Habe folgende Rechnung gemacht bei der ich auf ein Paar zwischenfälle gestoßen bin.
Hoffe ihr könnt mir das erklären.

Aufgabe war es eine Spannungsstabilisierung durch zu führen
Izmax=50mA; Uz=6,2V; bei 0V<=Ue<=20V
dies gilt für Leerlauf am Ausgang:

desweiteren haben wir bis jetzt immer angenomme das Izmin=0,1 von Izmax dies ist eine festlegung für die Störungssicherheit.

Mein Ansatz ist unten eingefügt.

Fragen:
Definitiv ist das negative Vorzeichen bei dem Widerstand unlogisch und nicht realisierbar! stimmt doch oder?
Wenn der eingangsspannung null ist wie kann dann der Spannungsabfall an der Z-Diode immer noch 6,2V betragen... muss der nicht auch null sein / bzw max so groß wie der Eingang ( wenn nicht 0 sondern z.B 3V<=Ue<=20V gelten würde)?
Stimmt die Annahme das meine Ströme Ilmin und Ilmax null sind???

vielen dank schon mal im Voraus.

PS es geht mir nicht um die Lösung der Aufgabe, nur um die Klärung der Fragen

Hallo,
so ganz klar ist mir die Aufgabenstellung nicht. Wenn die Eingangsspannung 20V erreichen kann, so ist der Vorwiderstand für die max. Eingangsspannung zu dimensionieren, also 276 Ohm. Bei kleineren Werten könntest Du die Rahmenbedingungen 20Vmax / 50mAmax nicht mehr einhalten.
Unter Annahme einer idealen Z-Diode mit genau 6,2V würde die Ausgangsspannung zwischen 0 und 6,2V Eingangsspannung genau der Eingangsspannung entsprechen, da die Z-Diode unter 6,2V Spannung theoretisch einen unendlich hohen Widerstand darstellt. Erst ab 6,2V Eingangsspannung beginnt ein Strom durch die Z-Diode zu fließen. Mit dem gegebenen Vorwiderstand läßt sich dann die minimale Eingagsspannung für 5mA Z-Strom berechnen. Wichtig wäre noch zu wissen, wie die Last bei der Aufgabenstellung zu betrachten ist - ob RL ständig aufgeschaltet ist oder eben nicht.....
Viele Grüße
Hartwig

Hi,
bei z-Diodenstabilisierung muß die Z-Diode im Leerlauf den
minimalen Z-Strom + den maximalen Laststrom aushalten.

(siehe Querstromfaktor)

Danach ist die Leitung der Z-Diode und der Vorwiderstand zu berechnen. (Lastfälle: minimale Versorgungsspannung und maximale Vers. berücksichtigen.)

CU
Stef

» Hi,
» bei z-Diodenstabilisierung muß die Z-Diode im Leerlauf den
» minimalen Z-Strom + den maximalen Laststrom aushalten.

alles schön und gut nur leider ist mir der maximale Laststrom nicht gegeben und es gibt auch keine explizite Angabe für den Widerstand mit dessen hilfe ich den Strom hätte ausrechenen können

daher auch die annahme auf vollständigen Leerlauf und damit der Prinzipielle Laststrom von NULL

nur leider kann ich die annahme nicht begrunden bzw bin mir nicht sicher.


»
» (siehe Querstromfaktor)
»
» Danach ist die Leitung der Z-Diode und der Vorwiderstand zu berechnen.
» (Lastfälle: minimale Versorgungsspannung und maximale Vers.
» berücksichtigen.)


Was ist an meiner rechnung falsch den ein negativer Widerstand ist mist. !!!!!


»
» CU
» Stef

» Hallo,
» so ganz klar ist mir die Aufgabenstellung nicht. Wenn die Eingangsspannung
» 20V erreichen kann, so ist der Vorwiderstand für die max. Eingangsspannung
» zu dimensionieren, also 276 Ohm. Bei kleineren Werten könntest Du die
» Rahmenbedingungen 20Vmax / 50mAmax nicht mehr einhalten.
» Unter Annahme einer idealen Z-Diode mit genau 6,2V würde die
» Ausgangsspannung zwischen 0 und 6,2V Eingangsspannung genau der
» Eingangsspannung entsprechen, da die Z-Diode unter 6,2V Spannung
» theoretisch einen unendlich hohen Widerstand darstellt. Erst ab 6,2V

das bedeutet also das der wiederstand welcher über der Zdiode abfällt schon Variabel ist?
aber warum spricht man dann von einer Spannungsstabilisierung wenn die Spannung nicht stabil ist??



» Eingangsspannung beginnt ein Strom durch die Z-Diode zu fließen. Mit dem
» gegebenen Vorwiderstand läßt sich dann die minimale Eingagsspannung für
» 5mA Z-Strom berechnen. Wichtig wäre noch zu wissen, wie die Last bei der
» Aufgabenstellung zu betrachten ist - ob RL ständig aufgeschaltet ist oder
» eben nicht.....

ja das problem habe ich auch weil das irgendwie nicht so richtig raus kommt aus der aufgaben stellung.
ist ja explizit die die ich auch aufgeschrieben habe..

» Viele Grüße
» Hartwig

Hallo Janus,

Ich werde hier aus Zeitgründen nur wenig mitwirken. Es helfen Dir ja bereits schon andere.

Aber eine Riesenaufregung - die vielen !-Zeichen lassen grüssen - wollen wir mal rasch beseitigen.

» Was ist an meiner rechnung falsch den ein negativer Widerstand ist mist.
» !!!!!

Dieses Unsinnresultat kommt zustande, weil Du ein Unsinn rechnest.

Ue ist immer grösser als Uz. Gemeint ist die Uz, welche an der Z-Diode messbar ist und nicht die welche an der Z-Diode angeschrieben ist. Wenn Ue = 0 V ist auch Uz = 0V und es fliesst kein Strom durch Rv.

Ueberlege doch einfach ganz in Ruhe logisch: Eine Z-Diode kann in Richtung Ue keinen Strom liefern, die selbst von nirgendwo Strom bekommt. Und selbst dann, wenn man die Vorzeichen in der Gleichung richtig setzt, gibt es keinen negativen Widerstand.

Dass Du derart unüberlegt an die Aufgabe rangehst, macht auf mich den Eindruck, dass Du sehr unter Stress stehst. Dieser Eindruck wird noch dadurch genährt, dass Montag morgen ist. Die Woche steht am Anfang. Das kann einem als Schüler ganz schön mitnehmen, wenn der Erwartungsdruck hoch ist, - ich meine für die Woche schon feststeht.

Negative DIFFERENTIELLE Widerstände gibt es aber. Z.B. bei einer Tunneldiode. Oberhalb des des Esakistromes, wo der Strom mit zunehmender Spannung zurückgeht, ist der Widerstand tatsächlich negativ:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0111022.htm

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Tja, wenn ein "Wiederstand" über einer Zdiode "abfällt", fällt mir dazu auch nichts ein - Siehe Thomas Bemerkung über Stress....
Überlege erstmal, sie die Z-Diode arbeitet - man kan sie sich schon als variablen Widerstand vorstellen, der sich im Abreitsbereich von hier 5-50mA immer so einstellt, daß genau 6,2V daran abfallen. Also so etwa ein sich selbst einstellender Widerstand. Ist die Eingangsspannung kleiner 6,2V, fließt idealerweise kein Strom Durch die Z-Diode, zwischen 0 und 6,2V verhält sie sich wie ein sehr großer Widerstand.
Hartwig

» Hi,
» bei z-Diodenstabilisierung muß die Z-Diode im Leerlauf den
» minimalen Z-Strom + den maximalen Laststrom aushalten.
»
» (siehe Querstromfaktor)
»
» Danach ist die Leitung der Z-Diode und der Vorwiderstand zu berechnen.
» (Lastfälle: minimale Versorgungsspannung und maximale Vers.
» berücksichtigen.)
»
» CU
» Stef
Hi,
logisch, ich hatte die 50mA als maximalen Z-Strom angenommen, also inklusive der 5mA Minimalstrom. Genau das war mir bei der Aufabgenstellung nicht klar. Und die Eingangsspannung zwschen 0 und 20V zu spezifizieren macht auch nicht viel sinn! Geht man von Ue = 20V aus, ließe sich der Rest ja berechnen.
Grüße
Hartwig

mist, alles weg

Hi zusammen,
hier:
http://www.forum.knollep.de/forum/topic.php?id=17&highlight=&
habe ich eine detaillierte Beschreibung einer Z-Dioden-Stabilisierung zusammengestellt.

Die Z-Spannung schwankt im verhältnis zur Eingangsspannung wesentlich geringer - Allerdings schwankt sie am stärksten bei Lastwechsel.
Darum wird hinter eine Z-Diode meißt ein Verstärker (Transistor in Kollektorschaltung) gehängt.

CU
Stef

» Hallo Janus,

»
» » Was ist an meiner rechnung falsch den ein negativer Widerstand ist
» mist.
» » !!!!!
»
» Dieses Unsinnresultat kommt zustande, weil Du ein Unsinn rechnest.

ja das Dachte ich mir schon am anfag nur habe ich einfach mal das schema F durchgearbeitet wie wir es in den Vorlesungen gemacht haben.

»
» Ue ist immer grösser als Uz. Gemeint ist die Uz, welche an der Z-Diode
» messbar ist und nicht die welche an der Z-Diode angeschrieben ist. Wenn Ue
» = 0 V ist auch Uz = 0V und es fliesst kein Strom durch Rv.


es ist mir schon klar gewesen das es kein Sinn macht. Es gilt also ganz Klar das Uz niemals Über Ue liegen kann....
Es fließt in dem Moment wenn Ue unter 6,2 (wahrscheinlich schon früher auf grund des Vorwiderstandes) nur noch ein minimaler Strom. (Normaler kennlinien verlauf einer Z-Diode) der Widerstand welcher die Diode nun darstellt ist besonders Groß.

der Eigendliche sinn der Stabiliesierung ist nun außerkraft/nicht mehr vorhanden den Das was an der Last ankommt ist exakt das Was ihm Ue liefert (ist es nicht so)

der Eigendliche Arbeitsbereich der Schaltung liegt nur im Nahezu statischen verhalten welches von der eingangsspannung mindestens6,2(etwas darüber) und Uemax(20V)

ich Schlussfolger daraus das es für die gesamte schaltung nicht Umbedingt wichtig ist wie maximal der Vorwiderstand sein darf.

Frage: gibt es Vorteile den Vorwiederstand besonders Groß beziehungsweise Besonders Klein zu Wählen?

» Eindruck, dass Du sehr unter Stress stehst. Dieser Eindruck wird noch
» dadurch genährt, dass Montag morgen ist.

Na ja was soll man mache ist schließlich prüfungszeit ( drei diese woche und leider direkt hintereinander... )

Man will sich ja nicht zu sehr beklagen!

Mein eigendliches Problem ist das wir in der Vorlesung zwar ne menge interessanter dinge besprochen haben auch funktionsweisen und so weiter.... leider müssen wir auch der Klausur rechenen mit Formel die ich noch nie Hergeleitet habe/genutzt habe----> Das ist es was es schwierig für mich gestalltet
desweiteren fehlt einfach das gewisse handwerkszeug bzw. bin noch zu unsicher Werte die mir nicht gegeben sind allerdings als eine "art Naturkonstante" beruhen zu nutzen...

Die Fragen welche ich mir gestellt habe so hoffte ich haben impleziert das ich mit dem Ergebnis keines falls zufrieden bin/ Das Rezept welches ich verwändet habe auf seinen sinn zu hinterfragen bzw eingrenzungen zu machen wo es sinn macht mit diesem schema zu rechenen...


» Negative DIFFERENTIELLE Widerstände gibt es aber. Z.B. bei einer
» Tunneldiode. Oberhalb des des Esakistromes, wo der Strom mit zunehmender
» Spannung zurückgeht, ist der Widerstand tatsächlich negativ:
»

was es doch alles gibt


vielen dank @all
habe durch eure anregungen viel gelernt
melde mich bestimmt mal wieder bei weiteren fragen

» Frage: gibt es Vorteile den Vorwiderstand besonders Groß beziehungsweise Besonders Klein zu Wählen?

Es gibt in beiden Fällen eigentlich nur Nachteile. Das genau zu erläutern ist etwas aufwändig und bringt auch nicht viel.

Für so etwas empfehle ich Dir dringend zu Experimentieren. Das ist die einzige Art Elektronik wirklich zu erfahren und zu erleben. Nimm Dir unbedingt diese Zeit, wenn der Prüfungsstress vorüber ist.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Hallo Janus,
»
» ich Schlussfolger daraus das es für die gesamte schaltung nicht Umbedingt
» wichtig ist wie maximal der Vorwiderstand sein darf.
»
» Frage: gibt es Vorteile den Vorwiederstand besonders Groß beziehungsweise
» Besonders Klein zu Wählen?

Ist der Vorwiderstand zu groß, so "verhungert" dein Verbraucher, die Spannung bricht ein. Ist der Widerstand zu klein, fließt bei minimaler Last zuviel Strom durch die Diode und sie erhitzt sich zu stark (Temperaturdrift!)und stirbt schließlich

Fazit: Es gibt keine solche "Faustregel". Eine Z-Diodenstabilisierung sollte schon für jeden Einzelfall berechnet werden. Zuerst muß man die Eigenschaften des Verbrauchers kennen (min/max. Strom, Spannung natürlich), dann die Eingangsspannung mit den zu erwartenden Schwankungen. Dann den Arbeitspunkt der Diode auswählen (kleinster differentieller Innenwiderstand oder geringster TK z.B.) Manchmal muß man für günstige Werte Z-Dioden kaskadieren. Macht man heute aber kaum noch, da bieten sich dann eher IC-Spannungsregler an.
Viele Grüße
Hartwig