Wechselstromtechnik Phasenverschiebung etc

Question

Aufgabe:

Es geht um die Wechselstromtechnik.

Wie berechne bzw. lese ich die Phasenverschiebung ab? Dabei habe ich extreme Probleme.

Stimmt der Rest?

Text erkannt:

Ein Oszilloskop zeichnet den Strom- und Spannungsverlauf eines passiven Bauelements auf. Bestimmen Sie:
1. Die Effektivwerte der Spannung und des Stromes, Frequenz und Phasenverschiebung
2. Geben Sie die Zeitfunktion von \( u \) und \( i \) an.
3. Um was für ein Bauteil handelt es sich?
\( \begin{array}{l} \text { 1) Ueff }=\frac{U_{\text {max }}}{\sqrt{2}}=\frac{3 \mathrm{~V}}{\sqrt{2}}=2,12 \mathrm{~V} \\ I_{\text {eff }}=\frac{I_{\mathrm{m}}}{\sqrt{2}}=\frac{2 \mathrm{~T}}{\sqrt{2}}=1,41 \mathrm{~A} \\ \text { Trequen } f=\frac{1}{\mathrm{~T}}=\frac{1}{10 \mathrm{mb}}=\frac{1}{0.015}=100 \mathrm{~Hz} \\ \varphi=? \end{array} \)
d) \( i(t)=I \sqrt{2} \cdot \sin \left(\omega t+\varphi_{i}\right) \).
\( \begin{array}{l} \omega=2 n \cdot f=2 \pi \cdot 100 \pi z-200 \\ i(t)=1,414 \cdot \sqrt{2} \cdot \sin (200 n t+\varphi) \\ u(t)=2,12 A \cdot \sqrt{2} \cdot \sin (200 n t) \end{array} \)
\( u(t)=U \sqrt{2} \cdot \sin (\omega t) \)

Answer 1

es handelt sich wieder um eine Spule, das erkennst du, wenn der Strom der Spannung nachhinkt.

Die Phasenverschiebung erechnest du wie in deiner letzten Aufgabe zu diesem Thema, lul hat es erklärt.

Oder auch Δφ = 2 · π · f · Δt = 2 · π · 50/s · 5 ms =  π/2  das entspricht 90°

Comments

Mein Problem ist einfach das ich nicht verstehe wie ich hier pi Werte ablesen soll, denn auf der x Achse sind ja nur ms gegeben

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die Punkte sind nur zufällig richtig, das eine ist eine steigende, das andere eine fallende Flanke. Du musst gleich Flanken verwenden oder z.B. Hochpunkte.

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Mit der Formel hab ich jetzt das raus:

Text erkannt:

\( \begin{array}{l} \text { 1) } U_{\text {eff }}=\frac{U_{\text {Max }}}{\sqrt{2}}=\frac{3 \mathrm{~V}}{\sqrt{2}}=2,12 \mathrm{~V} \\ I_{\text {eff }}=\frac{I_{\text {max }}}{\sqrt{2}}=\frac{2 T}{\sqrt{2}}=1,41 \mathrm{~A} \\ \text { Frequenz: } f=\frac{1}{T}=\frac{1}{20 \mathrm{~ms}}=\frac{1}{0.02 \mathrm{~s}}=50 \mathrm{~Hz}=50 \frac{1}{\mathrm{~s}} \\ \varphi=\varphi_{u} \cdot \varphi_{i} \cdot 2 \pi \cdot f \cdot \Delta t=2 \pi \cdot 50 \frac{1}{\mathrm{~s}} \cdot 5 \mathrm{~ms}=2 \pi \cdot 50 \frac{1}{\mathrm{~s}} \cdot a 005 \mathrm{~s}=\frac{\left[\frac{\pi}{2}\right]}{2} \\ \omega=2 \pi \cdot f=2 \pi \cdot 50 \pi r=100 \pi \\ \text { 2) } i(t)=I \sqrt{2} \cdot \sin \left(\omega t+\varphi_{i}\right) \text {. } \\ i(t)=1,41 A \cdot \sqrt{2} \cdot \sin \left(100 \pi t+\frac{\pi}{2}\right) \\ u(t)=U \sqrt{2} \cdot \sin (\omega t) . \\ u(t)=2,12 A \cdot \sqrt{2} \cdot \sin (100 \pi t) \end{array} \)

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nur als Ergänzung, die Einheit in eckige Klammern zu setzen ist falsch.

falsch: Zeit [ms]

richtig: Zeit / ms oder Zeit in ms

Das soll dich aber nicht bei den phsikalischen Berechnungen stören.

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Ich habe es folgendermaßen nochmal gerechnet. Ist es so auch möglich?

Wenn ja habe ich ja nun die Phasenverschiebung von 90 Grad. Woher weiß ich nun oder das eine Spule oder ein Kondensator ist?

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Zur Phasenverschiebung die Merkregel: Kondensator : erst der Strom dann die Spannung. Spule: erst die Spannung dann der Strom.

Gruß lul

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Hier durchläuft

Text erkannt:

istung bei Wechselstrom - ideale Kapazität

doch aber die Spannung zuerst die Achse? Und der Verlauf gehört zu einem Kondensator

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"doch aber die Spannung zuerst die Achse" versteh ich nicht, erst hat i das Max danach U z.B.

lul

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Oh tut mir leid für die falsche Formulierung. Aber danke für den Tipp.

Eilt die Spannung dem Strom um 90 Grad voraus handelt es sich um eine Spule.

Eilt der Strom der Spannung um 90 Grad voraus handelt es sich um ein Kondensator. Stimmts?

Jetzt nun eine neue andere Frage. Bei einer phasenverschiebung von 45 Grad.

Laut den Lösungen ist es eine RL-Schaltung. Sprich ohnmacht Widerstand und Spule. Wie komme ich nun darauf?

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1. Bitte neue Frage neuer thread.

2. 45° Verschiebung kein reines RL

lul

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Text erkannt:

Beispielaufgabe:
Ein Oszilloskop zeichnet den Strom- und Spannungsverlauf eines passiven Bauelements auf. Bestimmen Sie:
1. Die Effektivwerte der Spannung und des Stromes, Frequenz und Phasenverschiebung
2. Geben Sie die Zeitfunktion von \( u \) und \( i a n \).
3. Um was für ein Bauteil handelt es sich?
\( \begin{array}{l} \text { A) Ueff }=\frac{U_{\text {rox }}}{\sqrt{2}}=\frac{3 \mathrm{~V}}{\sqrt{2}}=2,12 \mathrm{~V} \\ \text { Ioff } \cdot \frac{I_{\text {an }}}{\sqrt{2}}=\frac{2 T}{\sqrt{2}}=1,41 \mathrm{~A} \\ \text { Trequent: } f=\frac{\Lambda}{T}=\frac{\Lambda}{20 \mathrm{~ms}}=\frac{1}{0.02 \mathrm{~s}}=50 \text { the }=50 \frac{1}{\mathrm{~S}} \\ =\psi_{u} \cdot \psi_{i} \cdot 2 n t \cdot \Delta t=2+1 \cdot 50 \frac{1}{5} \cdot 5 \mathrm{mb}-20 \cdot 50 \frac{4}{5} \cdot a 005 s=\frac{\left[\frac{\pi}{2}\right.}{} \\ \omega=2 \pi f=2 \pi-50 \pi z-100 \pi \\ \frac{4 u}{300}=\frac{40}{T} \end{array} \)
d)
\( \begin{aligned} i(t) & =I \sqrt{2} \cdot \sin \left(\omega t+\varphi_{i}\right) . & i(t)= & 2 A \cdot \sin \left(1000 t+\frac{\pi}{2}\right) \\ u(t) & =U \sqrt{2} \cdot \sin (\omega t) . & & u(t)= \end{aligned} \)

Gemessener Strom- und Spannungsverlauf
27102024

Ich bin jetzt wieder bei der Aufgabe gelandet und komme irgendwie nicht ganz dahinter.

Es ist doch in der Formel (orange markiert) angegeben das man nur den Phasenwinkel von Phi Strom einträgt. Aber das kann doch so gar nicht sein. Was verstehe ich hier nicht?

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Was dich stört ist wahrscheinlich, dass am Oszilloskop die Spannung nicht bei der Nulllinie 0 ist. Aber das Oszillokop zeig nur den relativen Verlauf von u und i , von einem kannst du immer die phase 0 nehmen.

Gruß lul

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Es handelt sich ja um eine Spule richtig?

Wäre die Zeitfunktion dann nicht i(t)=2A · sin(100πt - π/2)

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Wenn es ne Spule wäre, was kommt beim Oszilloskop denn zuerst Strom oder Spannung?

und zu viele Grafiken im zu langen thread.

lul

Answer 2

Die unter 2)  angegebenen Zeitfunktionen sind allgemeiner Art und beschreiben nicht das, was das Oszilloskop anzeigt, denn wenn z.B. u(t) = U * √2 * sin (ω * t) zutreffen würde, dann wäre z.B. u(t=0) = 3 V * sin ( 0 ) = 0 V.

Aus dem Oszillogramm kann man aber stattdessen 1,5 V bei t = 0 ms ablesen. u(t) = U * √2 * sin (ω * t)  beschreibt eine unverschobene Sinuswelle. Weil sie aber verschoben ist, wird das durch den Phasenwinkel φ ausgedrückt, so dass du von u(t) = U * √2 * sin (ω * t + φ) ausgehen solltest.

φ kann berechnet werden, indem 0 für t eingesetzt wird und 1,5 V für u(0):

1,5 V = 3 V * sin (ω * 0 + φ) → φ = arcsin (1,5 V / 3 V ) = 30° = π / 6 rad

Die korrekte Zeitfunktion für die Spannung lautet also:

u(t) = 3 V * sin (100 * π * t + π / 6)

Analog dazu könntest du jetzt die korrekte Zeitfunktion für den Strom aufstellen oder wenn man anhand des Oszillogramms erkannt hat, dass der Strom der Spannung um 90° nacheilt, könnte man einfach schreiben:

i(t) =  2 A * sin (100 * π * t + π / 6 - π / 2) = 2 A * sin (100 * π * t - π / 3)