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[quote="schnudl"]Beweisskizze (wenn man nicht strenger Mathematiker ist, ist es wohl auch als "Beweis" zu akzeptieren): Du hast ein Netzwerk aus inneren Spannungsquellen Ui und einer externen Spannung Ua. Aus Linearitätsgründen (lineares Netzwerk) gilt für den Ausgangsstrom Ia: [latex]I_a = \sum_i k_i U_i + k_a U_a[/latex] Warum? Du hast ja sicher schon erkannt, dass sich bei Netzwerkaufgaben lineare Gleichungssysteme ergeben, die man in der Matrixform [latex]I = G \cdot U[/latex] schreiben kann. Die obige Gleichung ist davon irgendeine Zeile. Für den [b]gedachten [/b]Ersatzzweipol hast du [latex]I_a = \frac{U_0}{R_i} - \frac{U_a}{R_i}[/latex] a) Der Koeffizentenvergleich führt auf [latex]R_i = -1/k_a[/latex] ka ist aber andererseits [latex]k_a = \frac{I_a}{U_a}|_{U_i = 0}[/latex] [color=blue]Das gibt bereits die Meßvorschrift für Ri an: ersetze alle Spannungsquellen durch Kurzzschlüsse (Ui=0), lege eine Spannung Ua an und messe den Strom -Ia. Das Verhältnis ist der Ersatz-Innenwiderstand.[/color] b) Die Leerlaufspannung U0 bekommst du, indem du Ia=0 setzt: [latex]0 = \sum_i k_i U_i + k_a U_0[/latex] oder, mit neuen Koeffizienten [latex]U_0 = \sum_i K_i U_i [/latex] Das kann man schreiben als (siehe [url=http://de.wikipedia.org/wiki/Homogene_Funktion]Eulerscher Satz für homogene Funktionen[/url], vielleicht aus der Thermodynamik bekannt): [latex]U_0 = \sum_i \frac{\partial U_a}{\partial U_i} \cdot U_i[/latex] [color=blue]In der Summe stehen die [b]Einzelauswirkungen [/b]der einzelnen U_i auf Ua wenn jeweils die anderen U_i gleich Null gesetzt werden, was nichts anderes ist als der [b]Überlagerungssatz[/b].[/color][/quote]
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Nachricht
schnudl
Verfasst am: 20. Jun 2011 21:21
Titel:
Beweisskizze (wenn man nicht strenger Mathematiker ist, ist es wohl auch als "Beweis" zu akzeptieren):
Du hast ein Netzwerk aus inneren Spannungsquellen Ui und einer externen Spannung Ua. Aus Linearitätsgründen (lineares Netzwerk) gilt für den Ausgangsstrom Ia:
Warum? Du hast ja sicher schon erkannt, dass sich bei Netzwerkaufgaben lineare Gleichungssysteme ergeben, die man in der Matrixform
schreiben kann. Die obige Gleichung ist davon irgendeine Zeile.
Für den
gedachten
Ersatzzweipol hast du
a)
Der Koeffizentenvergleich führt auf
ka ist aber andererseits
Das gibt bereits die Meßvorschrift für Ri an: ersetze alle Spannungsquellen durch Kurzzschlüsse (Ui=0), lege eine Spannung Ua an und messe den Strom -Ia. Das Verhältnis ist der Ersatz-Innenwiderstand.
b)
Die Leerlaufspannung U0 bekommst du, indem du Ia=0 setzt:
oder, mit neuen Koeffizienten
Das kann man schreiben als (siehe
Eulerscher Satz für homogene Funktionen
, vielleicht aus der Thermodynamik bekannt):
In der Summe stehen die
Einzelauswirkungen
der einzelnen U_i auf Ua wenn jeweils die anderen U_i gleich Null gesetzt werden, was nichts anderes ist als der
Überlagerungssatz
.
DunkDream
Verfasst am: 20. Jun 2011 19:09
Titel:
Leider nur bedingt, da wir den Überlagerungssatz in der Schule nicht wirklich gut besprochen haben.
Du müsstest also deine Erklärung doch etwas ausweiten damit ich das ganze nachvollziehen kann.
Beste Grüße,
DunkDream
schnudl
Verfasst am: 20. Jun 2011 18:39
Titel:
Im Prinzip beruht das einfach auf dem Überlagerungssatz: die Ausgangsspannung eines ausschließlich aus
linearen
Elementen aufgebauten Zweipols muss
linear
in den darin enthaltenen Spannungsquellen sein. Hilft dir das als Denkanstoß weiter?
DunkDream
Verfasst am: 20. Jun 2011 18:28
Titel: Beweis des Thevenin Theorems (Lineare Netzwerke)
Hallo Community,
eine Sache, die mich schon sehr lange beschäftigt, quasi schon seit ich das erste mal etwas von dem Netzwerkanalyseverfahren der sogennanten Ersatzspannungsquelle in der Elektrotechnik gehört habe, ist der Beweis des Thevenin Theorems.
Wikipedia sagt nur, dass es sich mit dem Superpositionsprinzip beweisen lässt. Aber wie genau?
Ich würde mich freuen wenn ihr mir helfen würdet.
Vielen Dank!
Beste Grüße,
DunkDream