Überlagerungsprinzip richtig anwenden

Question

Moin ich habe bei der folgenden Schaltung die Aufgabe die Spannung U zu berechnen:

Ich möchte das Überlagerungsverfahren anwenden und jeweils eine Teillösung für U berechnen. Deaktiviert man die Stromquelle ist U´=6V.

Mein Problem ist, dass ich nicht weiß wie ich die Schaltung zu betrachten habe wenn ich die Spannungsquelle deaktiviere, das ist meine Idee, womit ich auf U´=4V komme also ist U insgesamt 10V aber laut unserer Lösung sollten es 8V sein, wo liegt mein Fehler?

Text erkannt:

\( 1000 \Omega \)

Answer 1

Moin,

wenn du die Spannungsquelle auf den Wert Null setzt, d.h. durch einen Kurzschluss ersetzt, liegen die Widerstände parallel zu der Stromquelle, so dass

U" = 3mA * ((2000Ω * 1000Ω) / 3000Ω) = 2V

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Ergibt Sinn! Vielen Dank für deine Hilfe

Answer 2

Hallo realgigachad,

1. wie du richtig schreibst muss die Spannungsquelle deaktiviert werden (und nicht kurzgeschlossen werden!). Diese Wording ist die Standardformulierung in Schulen und Hochschulen. Warum? Weil der Kurzschluß einer ideale Konstantspannungsquelle mathematisch Unsinn ist und außerdem der Kurzschluß einer idealen Konstantspannungsquelle im Universum einen zweiten Urknall hervorrufen würde und das kann ja wohl keiner wollen ... ;-) Deshalb hast du mit "deaktivieren" den richtigen Begriff gelernt. Deaktivieren bedeutet die Spannungsquelle aus der Schaltung entfernen und danach die Anschlußklemmen überbrücken. Erlaubt ist auch der Begriff "die Spannungsquelle zu Null machen. Das kannst du dir vorstellen wie eine Spannungsquelle mit dem Wert U=Null Volt.

2. bei dieser Aufgabe kommt es in erste Linie nicht !! auf das Ergebnis an, sonder auf das Lösungsverfahren. Da das Überlagerungsverfahren vorgegeben ist will der Aufgabensteller wissen, ob du dieses Verfahren anwenden kannst. Das Überlagerungsverfahren ist etwas aufwendig und wird manchmal auch die "Ochsentour" genannt. Dieses Verfahren wird dann oft "umschifft" und statt dessen ein einfacheres Lösungsverfahren gewählt. In Prüfungen und Klausuren werden Ersatzlösungen aber nicht anerkannt. Deshalb: Konsequenz hier das Überlagerungsverfahren anwenden.

Falls du Tipps brauchst wie man diese Aufgabe mit dem vorgegebenen Verfahren löst, helfe ich dir gerne weiter.

Übrigens: Die Lösung lautet U=8V

Gruß von hightech

Comments

Hallo hightech,

ich habe "deaktivieren" für die Spannungsquelle absichtlich nicht vom Fragesteller übernommen, weil dieses Wort nicht aussagt, dass danach die Anschlußklemmen zu überbrücken sind, so wie du es schreibst, sondern nur, dass die Spannungsversorgung der elektrischen Schaltung unterbrochen wird.

... muss die Spannungsquelle ... und nicht kurzgeschlossen werden!

Ich habe nicht geschrieben, dass die Spannungsquelle kurzgeschlossen, sondern durch einen Kurzschluss ersetzt werden soll.

Gruß Enano

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Nachtrag:

Für zwei verschiedene Vorgehensweisen nämlich "die Spannungsquelle aus der Schaltung entfernen und danach die Anschlußklemmen überbrücken" und "die Stromquelle aus der Schaltung entfernen und danach die Anschlußklemmen nicht überbrücken" halte ich für nicht sinnvoll, weil verwirrend.

Du würdest ja auch nicht die beiden Teilergebnisse gleich bezeichnen, z.B. U´ = 6V und U´= 2V, sondern U´= 6V und U" = 2V oder?

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Hallo Enano,

alles klar, wir meinen ja das gleiche aber wir drücken uns unterschiedlich aus. Jeder, der E-Technik studiert (oder hatte) lernt von Anfang an sich präzise auszudrücken. Das Wort "kurzschießen" sollte man in diesem Zusammenhang nicht benutzen. Realgigachad hat ja den Begriff "Deaktivieren" irgendwo erlernt und hier richtigerweise eingesetzt.

Ansonsten wollte ich darauf hinweisen, dass es bei der korrekten Ausführung des Überlagerungsverfahrens eine "Teillösung für U" nicht gibt. Der Lösungsansatz sieht anders aus. Wie gesagt: nicht das Ergebnis steht im Vordergrund sondern die exakte Berechnung nach dem Überlagerungsverfahren.

Zu deinem Nachtrag: "die Spannungsquelle aus der Schaltung entfernen und danach die Anschlußklemmen überbrücken"

Das ist die gängige "Lesart" an den Hochschulen, manchmal spricht man auch von "Ausschalten der Quelle".

Gruß von hightech

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Hallo hightech,

Das Wort "kurzschießen" sollte man in diesem Zusammenhang nicht benutzen.

Originalton aus aktuellen Elektrotechnik-Vorlesungen zum Thema Überlagerungsverfahren an Hochschulen/Universitäten, z.B. : " Die Spannungsquelle wird zu einem Kurzschluss." oder " Alle anderen Spannungsquellen schließt man kurz."

Realgigachad hat ja den Begriff "Deaktivieren" irgendwo erlernt und hier richtigerweise eingesetzt.

Ja, von "deaktivieren" wird auch, sowohl bei Stromquellen, als auch bei Spannungsquellen gesprochen. Allerdings sollte dann erklärt werden, was damit gemeint ist, sonst kommt es schnell zu Missverständnissen.

Ansonsten wollte ich darauf hinweisen, dass es bei der korrekten Ausführung des Überlagerungsverfahrens eine "Teillösung für U" nicht gibt.

Das ist für mich ganz was Neues. Deshalb  habe ich auch nicht verstanden, was deine Anmerkungen unter 2. sollten.

Würdest du mir bitte näher erklären, warum es bei der korrekten Ausführung der o.g. Aufgabe  nach dem Überlagerungsverfahren U = U´+ U" = 6V + 2V = 8V nicht gibt. Wie bist du denn mit diesem Verfahren auf 8V gekommen?

Gruß Enano

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Nachtrag:

Offensichtlich hat aber fälschlicherweise der Fragesteller das Überlagerungsverfahren, bei dem u.a. Spannungsquellen "deaktiviert" werden, mit der Maschenstromanalyse, bei der u.a. Stromquellen in Spannungsquellen umgerechnet werden, vermengt, wie an seiner umgezeichneten Ausgangsschaltung zu sehen ist.

Da das Überlagerungsverfahren vorgegeben ist

Dass der Aufgabensteller ein bestimmtes Verfahren zur Aufgabenlösung vorgeschrieben hätte, kann ich dem Text des Fragestellers allerdings nicht entnehmen.