Hausaufgaben

Prüfungen. Ausbildung, Berufschule, Techniker, Meister in Berufen der Elektrotechnik.
Bei Fragen zu Hausaufgaben sollte eine Vorleistung erbracht worden sein. Diese auch bei der Anfrage einbringen.

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Hausaufgaben

Neuer Beitragvon ChrisVB am Samstag 5. März 2016, 12:59

Hi, ich hänge an ein Paar aufgaben. Aber fangen wir erstmal mit einer an mit der ich am meisten Schwierigkeiten habe. Ich möchte es nicht ausgerechnet bekommen von euch, ich finde nur kein Anfang wie ich es ausrechnen kann, irgendwie steh ich wahrscheinlich auf dem Schlauch. Oder wie sagt man so schön " Ich seh vor lauter Bäumen den Wald nicht mehr". Ein paar Tipps wären echt cool.

3-18.pdf
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Re: Hausaufgaben

Neuer Beitragvon anders am Samstag 5. März 2016, 14:09

ich finde nur kein Anfang wie ich es ausrechnen kann,
Ich auch nicht.
Vermutlich solltest du dir dabei das Schaltbild ansehen, auf das im Text Bezug genommen wird.
anders
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Re: Hausaufgaben

Neuer Beitragvon ChrisVB am Samstag 5. März 2016, 14:40

Sorry vergessen mit Hochzuladen :(
3-18 Schaltbild.pdf
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Re: Hausaufgaben

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Sonntag 6. März 2016, 06:37

Ersatzschaltbild.GIF
So ich habe dir mal das Ersatzschaltbild auf gezeichnet ! Beachte dabei das durch Re und Rt ein konstanter Strom fließt. In der Praxis wird nur Rt angepasst. Wir legen Re einfach mit 1k Fest ! Da Ic konstant ist ergeben sich die Teilspannungen und auch Rt nach Ohm ! Der Rest ist reines ohmsches Gesetz! Wenn du nun den Strom änderst muss sich auch Rt ändern und damit ändert sich auch Uc !
Beachte nur der Strom durch Rt und Re bleibt konstant. Durch R1 fließt ein höherer Strom ! Warum wohl?
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Re: Hausaufgaben

Neuer Beitragvon ChrisVB am Sonntag 6. März 2016, 16:52

Hm ok. Erstmal vielen vielen dank für die mühe die du dir gegeben hast. Haltet mich bitte nicht für dumm aber ich weiß immer noch nicht wie ich es machen soll . Das doofe ist halt ich habe keinen Lehrer den ich solche Sachen fragen kann, weil ich ein Fernlehrgang mache und noch ganz am Anfang bin. Ich werde jetzt mal die Fernschule anschreiben ob die noch irgendwelche Hilfestellungen für mich habe.
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Re: Hausaufgaben

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Sonntag 6. März 2016, 18:12

Betrachte Re und Rt einfach als einen Widerstand, durch den immer ein konstanter Strom fließt. Unabhängig von UB !
Dieser Ersatzwiderstand wird durch den Ri belastet. Damit ändert sich aber auch das Spannungsteilerverhältnis von Rc zu Re+Rt. Den durch Rc fließt ja die Summe von I und der Strom durch Ri! Da Ub konstant ist fällt über Rc dann eine höhere Spannung ab! >>>> die Spannung an Uc muss sinken!
Beispiel Ub =12V Rc =6200Ohm I =0,001A >>> U= R*I U= 6200V:A*0,001A= 6,2V
Über Re mit 1000Ohm fällt bei 0,001A eine Spannung von 1000V:A*0,001A= 1V ab
Aus Ub = Urc+Urt+Ue folgt Urt = Ub-Ue-Uc = 12V - 6,2V-1V = 4,8V und daraus folgt Uc ist unbelastet Ut+Ure = 5,8V
Für den Ersatzwiderstand gilt dann 5,8V:0,001A= 5800Ohm, und Für Rt folgt daraus 4800Ohm.
Du erhältst also unbelastet einen Spannungsteiler mit 6,2k und 5,8K. Der Strom durch das Messgerät fließt an dieser Konstantstromquelle vorbei! Deshalb wird Rc vom konstantem Strom + dem Strom durch das Messgerät durch flossen. Nach OHM folgt höherer Strom ergibt auch höhere Spannung über RC ! Der einzige Widerstand, der sich bei externer Belastung von Uc ändern kann ist wegen der Forderung Ic=1mA Rt ! Auch dieser R muss sinken sonst kann Ic nicht konstant bleiben!
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Re: Hausaufgaben

Neuer Beitragvon Ney am Montag 7. März 2016, 05:47

Wer soll noch ein Mal dieser Rt sein? Eine Art Ersatzwiderstand der Kollektor-Emitter Strecke? Als Erklärung steht in diesem pdf-File:

"Der Transistor bildet (theoretisch) einen Widerstand
RT = UCE/IC"

Das ist natürlich Quatsch und ihr könnt diese Art der Betrachtung an dieser Stelle direkt abbrechen. Im aktiven Bereich stellt der Transistor eine Stromquelle dar, dessen Innenwiderstand parallel zur Quelle selbst zu sehen ist. Aus diesem Grund stimmt die ganze Berechnerei und auch das Zitat mit der Formel von oben nicht.
Die Ausgangskennlinien des Transistors haben eine gewisse Steigung. Aufgrund des Early-Effektes treffen sich deren Verlängerungen in einem bestimmten Punkt auf der OX-Achse im negativen Bereich. Dieser Punkt ist die sog. Early-Spannung und beträgt 100 bis einige 100Volt.
Erst dieser Spannungswert geteilt durch den Kollektorstrom im Arbeitspunkt ergibt den Innenwiderstand der Stromquelle. Gehen wir von einer Early-Spannung von 100V und von eurer Annahme Ic = 1mA aus, dann beträgt der Innenwiderstand der Transistor-Stromquelle: Ri = 100V/1mA = 100kOhm
Das ist eine ganz andere Geschichte!

@ChrisVB

Leg dir einige Bücher zu und fang an, drüber zu schwitzen. Die Elektronik ist kein Spaziergang. Solltest du eine andere Vorstellung gehabt haben, so muss ich dich enttäuschen. Das ist zwar kein Hexenwerk, aber auch kein Spaziergang. In deinem Fall ist Selbststudium die einzige Chance. Leg dir noch die Studentenversion von PSpice (Simulationsprogramm) zu und bilde die Schaltungen nach. Das wird deine Arbeit erleichtern.
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Re: Hausaufgaben

Neuer Beitragvon Ney am Montag 7. März 2016, 06:13

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Re: Hausaufgaben

Neuer Beitragvon Ney am Montag 7. März 2016, 06:41

Zu deiner Aufgabe:

sofern die Werte tatsächlich so angegeben sind, sprich RE = 4,7kOhm und RC = 6,2kOhm, so lässt sich der Emitterstrom und dann weiter die einzelnen Spannungen berechnen. Es wäre schön gewesen, wenn zumindest die hfe (Stromverstärkung des Transistors) noch bekannt gewesen wäre denn wir haben folgende Beziehungen (Grundlagen des Transistors)

Durch den Emitterwiderstand fließt der sog. Emitterstrom, so dasss:

UE = IE x RE (1)

Durch den Kollektorwiderstand fließt der Kollektrostrom soa dass:

U_RC = IC X RC (2)

Des Weiteren stehen die drei Ströme (Basis-, Emitter-, und Kollektor-Strom) in folgenden Beziehungen:

IE = IB + IC (3)
IC = hfe x IB (4)

UB = U_RC + UCE + U_RE (5)

Wir kennen hfe nicht und IB ist ohnehin viel kleiner als IE. Aus diesem Grund kann in einer guten Näherung IE = IC angenommen werden. Damit lässt sich aus der Beziehung (1):

IE = IC = 2,2V/RE = 2,2V/4,7kOhm = 468µA

Daraus und mit der Beziehung (2) folgt:

U_RC = 468µA X RC = 468µA X 6,2kOhm = 2,9V

Wir haben:
UE = 2,2V
URC = 2,9V
UB = 12V

Aus der Beziehung (6) folgt:
UCE = UB - U_RC - U_RE = 12B - 2,2V - 2,9V = 6,9V

Das bedeutet am Kollektor gegen Masse steht die Summe:
UC = UCE + UE = 6,9V + 2,2V = 9,1V

Klar bis hier?
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Re: Hausaufgaben

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Montag 7. März 2016, 15:21

Diese Aufgabe ist wieder mal eine von deren von hinten durch die Brust! Hier geht es praktisch nur um darum zu erkennen das durch Re und die Kolektor-Emmiterstrecke ein konstanter Strom fließt. Diesen konstanden Strom habe ich einfach mal auf 1mA festgelegt , deshalb auch Re= 1k und RT ergibt dann 4,8k bei UB =12V denn über den RC von 6,2 k fallen 6,2V ab ! Der Witz dabei die UC wird durch Ri des Voltmeters belastet. Da aber der Strom durch den Transistor und damit durch Re konstand bleiben soll ist der eigentliche Wert von Re+Rt völlig wurscht! Wichtig ist nur das eben durch Rc der Strom von 1mA + der Strom durch das Messinstrument fließt ! Oder anders gesagt zwischen Rc und Gnd liegt eine beliebige Konstantstromquelle und diese wird zusätzlich belastet. Einmal mit unendlichem R // , oder mit 50 k // oder mit 500k . Der Vorgriff auf den Transistor finde ich hier völlig fehl am Platze ! Auch das Fehlen der konkreten Angabe zum Konstantstrom ist typisch für solche Aufgaben!
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Re: Hausaufgaben

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Montag 7. März 2016, 15:48

Die Aufgabe lässt sich unter der Annahme RC= 6200ohm und ic = 1mA = 0,001A leicht lösen!
U= R*I >>> U=6200V:A*0,001A= 6,2V Aus UB =12V folgt UC = UB -Spannung über Rc = 12V-6,2V= 5,8V unbelastet.
Der Strom durch das Messgerät ergibt sich aus I=Ub: (Rc+Ri) = 12V : (6,2K+50K) = 0,0002135231316725979 A und mit diesem Wert fällt über Rc eine Spannung von 1,323843416370107V ohne den konstanten Strom ab.(Dieser Wert interessiert aber nicht !) Addieren wir nun das 1mA durch den Transistor dazu, fließt Durch Rc ein Strom von 1,2135mA >>> 6200V:A* 0,0012135A= 7,5237V und daraus folgt Uc sinkt durch die Belastung mit den zusätzlichen 50 K auf 12V-7,5237V= 4,4763V Bei 500K ist der Strom durch das Messgerät geringer , deshalb sinkt Uc weniger!
Grob gesagt kannst Du den Wert von Re +Rt in den Skat drücken! Für die Lösung ist einzig und allein der Strom durch Rc von Interesse.
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Re: Hausaufgaben

Neuer Beitragvon Ney am Montag 7. März 2016, 16:37

@Bernd
deine Annahme mit IC = 1mA stimmt nicht. Das von ihm gepostete Schaltbild sagt eindeutig 2,2V am Emitter. Damit stimmt auch der ganze Rest nicht
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Re: Hausaufgaben

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Montag 7. März 2016, 17:00

Du kannst auch mit diesen werten Rechnen 2,2V:4,7K = 0,4680851063829787 mA und mit diesem Wert unter der Bedingung Ic=Ie folgt Uc = 12V- (0,4680851063829787*6,2K)=12V-2,902127659574468=9,097872340425532V Und wenn du nun beachtest das eben bei 12V und 56,2 k ein Strom von 0,2135231316725979 mA durch das Instrument fließt ist die Summe von I Voltmeter + Icons = 0,6816082380555766mA >>> 0,6816082380555766mA*6,2k=4,225971075944575V Über Rc und daraus folgt Uc= 12V-4,225971075944575V=7,774028924055425V Hier ist noch deutlicher zu sehen das Uc von rund 9V durch das Instrument mit 50 k auf rund 7,8V sinkt!
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Re: Hausaufgaben

Neuer Beitragvon Ney am Montag 7. März 2016, 17:48

@Bernd

du rechnest die ganze Zeit falsch, mit vielen Nachkommastellen und unübersichtlich. Das wird so betrachtet:

Fall 1) Multimeter am Ausgang des Kondensators

Hierbei wird nichts gemessen, da der Kondensator die Gleichspannung vom Kollektorausgang trennt

Fall 2) Multimeter am Kollektor gegen Masse

- Das Messgerät hat einen Innenwiderstand Ri
- Der Strom durch das Messgerät soll Ii sein
- Den Strom durch den Kollektorwiderstand nennen wir Irc
- Es wird vorerst angenommen, dass der vorher berechnete Kollektorstrom nach wie vor
IC = 2,2V/4,7kOhm = 0,468mA beträgt

Je nach Innenwiderstand des Voltmeters wird diese Annahme bestätigt oder widerlegt. Folgende Beziehungen gelten:

1) Nach Maschengleichung: Ub = Irc x Rc + Ii x Ri
2) Nach Knotenpunktregel: Irc = Ii + Ic
3) Ic = 0,468mA

Gleichung 2 wird in Gleichung 1 eingesetzt
Gleichung 3 wird in Gleichung 1 eigesetzt
Ub = (Ii + 0,468mA) x Rc + Ii x Ri

Daraus holen wir den Strom durch das Messgerät heraus:
4) Ii = (Ub - 0,468mA x 6,2kOhm)/(6,2kOhm + Ri)

In dieser Gleichung ersetzen wir zunächst den Ri = 50kOhm
=> Ii = (12V - 0,468mA x 6,2kOhm)/(6,2kOhm + 50kOhm) = 0,162mA

Mit diesem Strom berechnen wir den Spannungsabfall auf dem Messgerät und bekommen damit gleichzeitig die Kollektorspannung, wie sie eben gemessen wird:

Uc = Ri x Ii = 50kOhm x 0,162mA = 8,09V

Wir sehen, dass die ursprünglich berechnete Kolletorspannung 9,1V betrug. Aha!
Das Messgerät belastet die Stromquelle des Transistors. Dennoch liefert der Transistors nach wie vor einen Kollektorstrom von 0,468mA. Der Transistor bleibt immer noch im aktiven Bereich. Lediglich die Kollektor-Emitter-Spannung Uce geht um die Differenz 9,1V - 8,09V = 1,01V zurück, also um die Differenz zwischen dem Berechneten Wert und dem gemessenen Wet, infolge der Belastung

Das bedeutet die berechnete UCE = 6,9V (sh. mein Beitrag oben) stellt sich neu auf 6,9V - 1,01V = 5,89V
Da dieser Wert größer als die Spannung bei der Sättigungsgrenze ist, ist unsere Annahme von oben, dass der gleiche berechnete Kollektorstrom aus meinem ersten Beitrag (0,468mA) durch den Transistor fließt völlig korrekt
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Re: Hausaufgaben

Neuer Beitragvon ChrisVB am Montag 7. März 2016, 18:15

Ney hat geschrieben:@ChrisVB
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Ja da muss ich dir Recht geben. Ich Arbeite als Maschinenbediener (Quereinsteiger, gelernter Maurer) und dazu gehört anfallende Störungen zu beseitigen soweit ich es kann. Da hatte ich mir halt gedacht das es vieleicht nicht schlecht wäre etwas über Elektronik zu wissen, deswegen habe ich mich dazu entschieden solch einen Fernlehrgang zu machen, damit ich wenigsten etwas von den Schaltungen in solchen Maschinen versteh und dachte so schwer wirds schon nicht werden. Falsch gedacht, es ist so wie du es schon gesagt hast, es ist kein Spaziergang.
Kannst du mir vielleicht ein Buch empfehlen nicht das ich mir irgendein mist kaufe.

Ich verfolge eure Diskussion hier, nicht das ihr denk das ich hier nicht regelmäßig reinschaue. Nur das verwirrt mich im mom nur noch mehr. Also warte ich erst nochmal einen Moment bis ich alles Nachrechne evtl. auch mal mit anderen werten und versuchen es zu Vertehen.
ChrisVB
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