Berechnung und Analyse von Schaltungen

Es gibt mehrere Methoden, um für gegebene Schaltungen die Ströme, Spannungen und Potentiale zu berechnen:

  1. Kirchhoff-Gleichungen:
  2. Zusammenfassen - Zerlegen - Methode
  3. Für Schaltungen mit einer Quelle kann man auch durch schrittweise Vereinfachung der Schaltung (Widerstände zusammenfassen) soweit kommen, dass z.B. ein Strom berechnet werden kann. Dann lößt man die Schaltung wieder in die einzelnen Elemente auf und berechnet über Stromteilung, Spannungsteilung schlußendelich alle Ströme und Spannungen. Notfalls ist dabei auch einmal eine Stern-Dreieck oder Dreieck-Stern Umwandlung erforderlich.

 

1 Eine Spannungsquelle
L
SchaltungDC16c

Uq = xx V

R1 = xx Ω

R2 = xx Ω

R3 = xx Ω

R4 = xx Ω

R5 = xx Ω

R6 = xx Ω

  1. Berechne über die Methode Kirchhoff-Gleichungen alle Ströme
  2. Berechne den Widerstand an den Klemmen AB.
  3. Berechne die Potentiale für den Punkt B als Bezugspunkt mit φ = 0 V
  4. Berechne die Potentiale für den Punkt C als Bezugspunkt mit φ = 0 V
2 Eine Stromquelle
L
SchaltungDC16c

Iq = xx mA

R1 = xx

R2 = xx

R3 = xx

R4 = xx

R5 = xx

  1. Berechne über die Methode Kirchhoff-Gleichungen alle Ströme
  2. Berechne die Spannungen und Potentiale
  3. Verwende zur Kontrolle die Methode Zusammenfassen und Zerlegen
  4. Variante zu c) Wandle Iq und R1 in eine Ersatzspannungsquelle um, fasse Ri ( = R1) und R2 zusammen, ...
3 Zwei Spannungsquellen
L
SchaltungDC25a

Uq1 = xx V

Uq2 = xx V

R1 = xx Ω

R2 = xx Ω

R3 = xx Ω

R4 = xx Ω

R5 = xx Ω

  1. Berechne über die Methode Kirchhoff-Gleichungen alle Ströme
  2. Berechne die Spannungen an den einzelnen Widerständen
  3. Berechne die Potentiale für den Punkt B als Bezugspunkt mit φ = 0 V
  4. Berechne nach der Kirchhoff-Gleichungen-Methode für die Klemmen AB die Leerlaufspannung und den Kurzschlußstrom.
  5. Ersetze die Schaltung links von den Klemmen durch eine Ersatzspannungsquelle, eine Ersatzstromquelle und zeige, dass Strom und Spannung für den Widerstand R5 mit der Lösung aus a und b übereinstimmen.
4 3 Quellen
L
SchaltungDC34a

Iq1 = xx A

Uq2 = xx V

Uq3 = xx V

R1 = xx Ω

R2 = xx Ω

R3 = xx Ω

RV = xx Ω

  1. Berechne über die Methode Kirchhoff-Gleichungen alle Ströme
  2. Berechne die Spannungen an den einzelnen Widerständen
  3. Berechne die Potentiale für den Punkt B als Bezugspunkt mit φ = 0 V
  4. Berechne nach der Kirchhoff-Gleichungen-Methode für die Klemmen AB die Leerlaufspannung und den Kurzschlußstrom.
  5. Ersetze die Schaltung links von den Klemmen durch eine Ersatzspannungsquelle, eine Ersatzstromquelle und zeige, dass Strom und Spannung für den Widerstand R5 mit der Lösung aus a und b übereinstimmen.

Anmerkung:

Eine in der Praxis sinnvolle Schaltung ist das nicht. In der nächsten Schaltung (Aufgabe 5) ist RV in die Mitte verschoben. Dann speisen die Stromquelle und zwei in Serie geschaltete Spannungsquellen die Anschlußpunkte A-B. Mit geeigneten Werten kann das eine "sinnvolle" Schaltung sein.

5 3 Quellen
L
SchaltungDC34b

Iq1 = xx A

Uq2 = xx V

Uq3 = xx V

R1 = xx Ω

R2 = xx Ω

R3 = xx Ω

RV = xx Ω

  1. Berechne über die Methode Kirchhoff-Gleichungen alle Ströme
  2. Berechne die Spannungen an den einzelnen Widerständen
  3. Berechne die Potentiale für den Punkt B als Bezugspunkt mit φ = 0 V
  4. Berechne nach der Kirchhoff-Gleichungen-Methode für die Klemmen AB die Leerlaufspannung und den Kurzschlußstrom.
  5. Ersetze die Schaltung links von den Klemmen durch eine Ersatzspannungsquelle, eine Ersatzstromquelle und zeige, dass Strom und Spannung für den Widerstand R5 mit der Lösung aus a und b übereinstimmen.
6 Neues Beispiel
L

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