OT: Lernmaterial zur E-Technik

[Basstler]

Hi,

Kennt zufällig jemand ne Internetseite wo erklärt wird wie man ein Spannungsdreieck anfertigt und wo es andere Informationen zu klassischen Bauteilen im Wechselstromkreis gibt?

[Frank S]

Drehstromlehre? Komplexe Wechselstromlehre?

Die Bücher von Horrowitz sind grundsätzlich zu empfehlen.

[Basstler]

Hi,

13te Klasse am Technischen Gymnasium.
Leider gabs kein Buch oder ne Buchempfehlung von Seiten der Schule außer der Formelsammlung.
Bis jetzt wurde behandelt: R,C,L im Wechselstromkreis, gemischte Schaltungen.
Im konkreten Fall jetzt geht es um Drehstromlehre. Meine Ergebnisse decken sich leider nicht mit denen die der Lehrer erarbeitete. Werde mal inne Bücherei gehen und schauen was es so gibt.

[Frank S]

Stelle die Aufgabe doch mal ins Netz!

Auch ein Simulationsprogramm (Spice, Electronics Workbench) schaffe schnell Klarheit! Schakltung eingeben, Oszi aktvieren und Phasenlagen etc. ablesen.

Rechnet Ihr reell oder komplex?

[Basstler]

Hi,

Wir rechnen Reell.

Aufgabe:

Sternschaltung:

Zwischen L1 und N: R 500 Ohm
Zwischen L2 und N: C 6,4 uF (Idealer C)
Zwischen L3 und N: L 1 H, RV=300 Ohm (Reelle I)

a) Wie groß sind die Ströme in den Außenleitern?
b) Ermitteln sie den Strom im Mittelleiter!



Bisherige Ergebnisse:
I1 = 0,46 A Phasenwinkel 0°
I2 = 0,46 A Phasenwinkel 90° Kapazitiv (I vor U)
I3 = 0,53 A Phasenwinkel 46,3° Induktiv (I nach U)

Noch zu tun:
Ermitteln sie den Strom im Nulleiter (Zeichnerisch)

P.S.: 1,05 A sind Vorgabe des Lehrers für den Nulleiterstrom.

[Frank S]

I1 = 0,46 A Phasenwinkel 0°-> okay!
I2 = 0,46 A Phasenwinkel 90° Kapazitiv (I vor U)-> okay!
I3 = 0,53 A Phasenwinkel 46,32° Induktiv (I nach U) ->okay!

[Frank S]

Gib mir etwas Zeit für die Blöde Zeichnung! Fehler beim Maßstab sind immer mit dabei, deshalb sind 10% Toleranz angemessen.

[Basstler]

OK, Danke! Wenn´s nur 10% Toleranz wären...

[Frank S]

1.05 ist doch nicht korrekt! Habe I2 auf U3N bezogen was natürlich Unsinn ist.

Hast Du 0.58 raus?

[Frank S]

Moment noch!!! Habe evtl. einen Winkel verzeichnet.


Zeichne ein gleichseitiges Dreieck dessen untere Seite parallel zum unteren Ende des Blattes ist. Seitenlänge etwa 4cm damit man die Winkel genau ablesen / zeichnen kann.

Der obere Punkt ist L1, unten rechts L2, unten links L3.

Die Seite von L1 zu L2 erhält eine Pfeilspitze die zu L2 hinzeigt (unten rechts nach rechts). Der Pfeil heiß dann U12

Die Seite von L2 zu L3 erhält eine Pfeilspitze die zu L3 hinzeigt(unten links nach links). Der Pfeil heißt dann U23

Die Seite von L3 zu L1 erhält eine Pfeilspitze die zu L1 hinzeigt (oben nach oben). Dieser Pfeil heißt dann U31.

Die Drehrichtung (Kreis um das Dreieck) geht dann im Uhrzeigersinn.

Er ergibt sich das Drehstromdreieck dessen Spannungsprfeile (U12, U23, U31) die Richtung der Spannungen zwischen der jeweiligen Leiter haben.


Zeichne jetzt den Mittelpunkt ein. Die folgenden Pfeile erhalten je ihre Spitze zum Mittelpunkt:

Der Pfeil U1N geht von L1 zum MP.

Der Pfeil U2N geht von L2 zum MP.

Der Pfeil U3N geht von L3 zum MP.

Die Pfeile U1N, U2N und U3N geben jetzt die Phasenlage der jeweiligen Spannungen zwischen L1 und dem Nulleiter usw. an.

Diese 3 Pfeile bilden einen Stern mit jeweils 120 Grad Winkel. Zeichne diesen Stern sauber nochmals ab (man hätte ihn direkt zeichnen können, obiges nur als Herleitung).

U1N geht von oben zum MP, U2N von rechts unten zum MP und U3N von links unten zum MP.

Jetzt werden die Ströme eingezeichnet!

I1 liegt in Richtung von U1N und wird 4.6cm lang gezeichnet. Verschiebe dazu die Richtung vom Pfeil U1N an eine freie Stelle auf dem Papier wo noch Platz nach unten ist (Parallelverschiebung) und zeichne dort den Strompfeil I1 ein. Seine Spitze geht von oben gerade nach unten wie die von U1N.

I2 bezieht sich auf die Richtung von U2N, kommt aber 90 Grad früher (kapazitiv). U2N geht ja von unten rechts zum MP. Die Pfeile rotieren im Uhrzeigersinn um ihren Anfang (das Gegenteil zur Spitze). Damit I2 jetzt früher an einem Betrachter ankommt als U2N muß vom Anfang des U2N der 90 Grad Winkel im Uhrzeigersinn drehend aufgezogen werden. Der Pfeil I2 zeigt dann nach oben rechts und hat seinen Anfang beim Anfang von U2N. Diesen Pfeil nach unten an das Ende von I1 mit 4.6cm zeichnen.

I3 bezieht sich auf U3N, kommt aber 46 Grad später an. Der Winkel wird also entgegen dem Uhrzeigersinn am Anfang von U3N aufgezogen. Er geht dann nach oben und etwas nach rechts. Auch diesen Pfeil unten an das Ende von I2 anhängen.

Die Winkel immer so aufspannen daß beide Anfänge zusammenliegen. Von der Richtung der Spannung wird dann entweder im Uhrzeigersinn (kap) oder entgegen dem Uhrzeigersinn (Ind) gedreht.

Jetzt ergibt sich der Nulleiterstrom als Pfeil der vom Anfang von I1 zum Ende von I3 läuft.

Das untere Bild liegt dann so:

I1 geht erstmal nach unten. Von dort geht I2 schräg rechts hoch. Von dort geht I3 dann noch etwas steiler hoch. Der resultierende In ist dann kürzer als I2 und I3 zusammen und läuft auch schräg rechts hoch. Schiebt man sein Anfang an das von U1N, so ergibt sich ein Winkel von -142 Grad bezogen auf U1N.

[Basstler]

Hast Du 0.58 raus?

0,58 hab ich auch rausbekommen. Werde das mal klären was da rauskommt...

Bei uns in der Stadtbücherei in Wörth gabs leider nicht "den Horrowitz", dafür aber Bücher die sich immerhin meiner Fragestellung annehmen. Sind auf die Meisterprüfung zugeschnitten und IMHO sehr einfach zu verstehen. Zwei der Bücher sind vom Vogel-Verlag, eines mit Theorie, das andere mit Lösungen. Das Andere ist vom Lindner das Taschenbuch der Elektrotechnik und Elektronik.

[Frank S]

Die 1.05 hatte ich zuerst auch raus. Ursache: ich habe I2 bezüglich U3 eingezeichnet und dann stimmt die Richtung nicht mehr. Mir ist das erst bei der verbalen Beschreibung aufgefallen. Habe jetzt keine Simulation auf dem Rechner. Es ist aber davon auszugehen daß die Grafik so stimmt. Ich hasse diese zeichnerischen Lösungen.

[Basstler]

Hi,

Danke nochmal! Hast mir echt geholfen meinen Glauben an mich wieder zu finden. Dann kann ich nur noch hoffen, dass morgen alles glatt läuft, denn wir sind noch nicht weiter im Stoff gekommen als das Bissel und so wie ich den Lehrer einschätze wird so ne Aufgabe wohl der Größte Brocken in der Arbeit sein. So leicht geht es nie wieder Punkte zu holen, deshalb muss das klappen

[Frank S]

Gefährlich ist eigentlich nur, die Winkel korrekt über die Spannungen einzuzeichnen. Zeichne immer die Enden der Winkel zusammen und spanne dann die Spitzen gegeneinander auf. Stelle Die dann vor, die beiden Pfeile drehen sich um ihren Knortenpunkt im Uhrzeigersinn. Welcher Pfeil kommt jetzt zuerst an, welcher kurz danach?

Dann noch die Vorzeichen beachten und fertig!

Es kann auch mal der Stom in L1 gefragt sein. Dann sind halt die Ströme bezüglich U12 und U31 einzuzeichnen etc.

Beim Studium rechnet man die Netze komplizierter durch (auch ohne angeschlossenen Nulleiter und mit mehreren Bauteilen). Man arbeitet dann mit Zeigerbildern und auch mit komplexer Rechnung.

Unser Prof legte viel Wert auf die Bilder weil nach seiner Ansicht nur dadurch die Sachen klar und verständlich werden. Ich habe es dagegen immer komplex durchgerechnet und in identischer Zeit das Ergebnis auf 4 Stellen genau erhalten. Die Komplexe Rechnung geht ohne verstand. Einfach Ansatz aufschreiben und straight-forward ohne Rücksicht auf die Zeiger runterrechnen.

Viel Glück dann!

[Basstler]

Hi,

Jou, Soweit ist das alles klar jetzt.