AC-Steckernetzteil statt Transformator

Grundlagen des elektrischen Stromes. Alle Fragen zu Elektronik und Elektro sind erwünscht.

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Re: AC-Steckernetzteil statt Transformator

Neuer Beitragvon BernhardS am Freitag 19. September 2014, 18:31

DerElektroNoob hat geschrieben:Das ist eigentlich ziemlich schwach. Ein Multimeter das im Jahr 2014 nicht einfache Wechselspannung anzeigen kann??

Bevor man eine Messung durchführt sollte man sich eigentlich darüber im klaren sein welchen Zweck die Messung verfolgt und was man mit dem Ergebniss anfangen will.
Der "Effektivwert" kommt aus einer Zeit als es regional verschiedene Gleichstrom- und Wechselstromnetze gab. Da brauchte man eine Bezugsgröße damit man zum Beispiel die richtigen Glühlampen kaufen konnte.

Wenn man Wechselstrom gleichrichtet und damit Batterien lädt dann braucht man für die Strommessung einen anderen Wert, der arithmetischen Wert.

Wenn der Wechselstrom nicht mehr so richtig sinusförmig ist, weil er aus einer Photovoltaikanlage kommt oder weil er einen Dimmer oder sonst sowas Neuzeitliches durchlaufen hat, dann braucht man True RMS.

Der Hersteller des Meßgeräts kann ja nicht wissen, was Du messen willst. Also nimmte er erst mal das was am häufigsten nachgefragt wird. Extras kosten extra - geben tut es alles.
$2B OR NOT $2B = $FF
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Re: AC-Steckernetzteil statt Transformator

Neuer Beitragvon DerElektroNoob am Samstag 20. September 2014, 01:23

Also ich muss sagen der Einstieg in die Elektronik war bisher schwieriger als erwartet. Ich bin insgesamt gesehen technisch eigentlich durchaus als versiert anzusehen, aber gerade beim rumexperimentieren stoße ich immer wieder auf Sachen die mir nicht ganz klar sind. Und das obwohl ich auch fleissig mein Buch lese und mir auch nen kleinen Formel-Cheatsheet geschrieben hab. Da wären zum Beispiel:

1. Der Masse-Anschluss des Oszilloskop. Bei dem experimentieren mit einer Diode als "Gleichrichter" zum Beispiel. Hier der Aufbau:
IMG_1285.JPG

Wenn ich es so ablaufen lassen wie man es auf dem Foto sieht ist es egal ob der Masse-Anschluss des Oszi an dem schwarzen oder roten Kabel hängt, da der Stromkreis ja ohnehin geschlossen ist.
Zieh ich aber jetzt das grüne Verbindungskabel zwischen Diode und Widerstand und der Masse-Anschluss des Oszi hängt am schwarzen Kabel bekomme ich eine gerade "0 Volt" Linie angezeigt. Ist ja auch klar, denn die Diode sperrt und so geht nichts. Wenn ich den Masse Anschluss aber am roten Kabel habe, dann bekomme ich folgendes Resultat:
IMG_1301.JPG

Wenn ich das grüne Kabel ziehe und das Oszi-Masse-Kabel am roten Stromkabel habe, müsste es doch aufgrund des sehr geringen Widerstandes des Masse-Kabels einen Kurzschluss geben? Sehe ich das richtig? Und ist das nicht bei stärkeren Strömen gefährlich? So von wegen Ohmsches Gesetz -> sehr sehr kleiner Widerstand -> sehr großer Strom!?
Da müsste ich ja eigentlich den 1kOhm Widerstand der ja jetzt "übersprungen" wird eigentlich zwischen rotes Kabel und Oszi-Masse-Kabel klemmen?!?
Und die zweite Frage dazu: Warum sind die Täler nun etwas gebogener und nicht mehr gerade wie ursprünglich? Die Diode wird ja nicht auf einmal "undicht". Wenn ich das grüne Kabel wieder einstecke, sperrt die Diode wieder einwandfrei.
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Re: AC-Steckernetzteil statt Transformator

Neuer Beitragvon DerElektroNoob am Samstag 20. September 2014, 01:42

2. Kondensatoren. Ich habe nun als nächstes versucht das ganze mit Kondensatoren etwas zu glätten. Und zwar mit einem 25V-10mF, einem 25V-100mF, und einem 25V-1000mF Kondensator. Ich habe dazu einfach das grüne Kabel durch die jeweiligen Kondensatoren ersetzt.
Anbei dazu die Daten meines Oszi:
IMG_1297.JPG

IMG_1299.JPG

IMG_1300.JPG

(Beim letzten Foto stimmt leider der "Maßstab" nicht, aber die Vrms und Vpp sind ja eingeblendet)

Was mir dabei besonders auffällt:

2.1. Mit den Kondensatoren liegt Vrms immer bei ungefähr 26-27Volt. Ein deutlicher Unterschied zu den 14Volt RMS ohne den Kondensator. ist dies deswegen so weil es sich um 25 Volt Kondensatoren handelt? Ich dachte diese Angabe bezieht sich lediglich darauf was die Kondensatoren maximal aushalten?! Kann mir die Differenz zu den 14Volt sonst nicht erklären. Vielleicht einer von Euch?

2.2. Die Kapazität der Kondensatoren scheint keinen großen Unterschied zu machen:
10mF: 1,6 Vpp
100mF: 1,6Vpp
1000mF: 2,8Vpp
Demnach ist der kapazitätsstärkste Kondensator sogar der schlechteste Glätter. Das hatte ich mir eigentlich genau andersrum vorgestellt.

2.3. Der Messpunkt. Ich habe meine Oszi-Probe direkt an die Diode geklammert. Dort sieht man auch wunderbar wie der Kondensator glättet, aber wieso seh ich am Bauteil VOR dem Kondensator wie der Kondensator glättet? Das ist ja so als würden die Autos bei BMW im Werk schon die Farbe wechseln bevor Sie überhaupt durch die Lackiererei fahren?!?
Wenn ich die Probe aber an die Kathode (negative Seite) des Kondensators klemme (also das Ende der Lackierstraße) dann bleibt zwar der Vpp gleich (1,6Volt), der Vrms stürzt aber auf 200mV.
Also Ihr seht schon auch hier stimmt irgendetwas nicht oder ich stehe einfach auf dem Schlauch.
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Re: AC-Steckernetzteil statt Transformator

Neuer Beitragvon Erfinderlein am Samstag 20. September 2014, 05:51

Hallo Noob,

da hier zu befürchten ist, daß dein noch dünnes Wissen dich auch Verdrahtungsfehler machen läßt schlage ich vor, daß du statt Fotos erst mal die Schaltung im jeweils abgeänderten Zustand postest. Ein Überblickfoto ist dann auch interessant, wenn es darum geht zu sehen, ob das was du erzählst richtig umgesetzt ist.

Unsereiner hat sich auch den Spruch eingeprägt: Wer viel mißt, mißt Mist. Um zum Beispiel die Auswirkung der Siebkondensatoren zu sehen muß auch ein Verbraucher, in deinem Fall ein Widerstand angeschlossen werden. Den Oszillogrammen nach zu urteilen hast du den Kondensator in Serie zur Diode liegen. Dann zeichne mal die Schaltung, wie sie tatsächlich ist und nicht wie sie deiner Meinung nach ist. Dann siehst du auch gleich, ob sie mit der ursprünglich gestellten Aufgabe noch Ähnlichkeit hat oder ob du beim ändern schon zusätzliche Fehler eingebaut hast.
Eine gesiebte Gleichrichtung ohne Belastung zeigt auf dem Oszi immer einen wagrechten Strich. Je nach Größe des oder der Kondensatoren entsteht unter Last eine Sägezahnspannungsform. Das sollte zum Messen das Ziel sein und nicht hunderterlei Varianten, die Masse des Oszis mal da oder mal dort anzuklemmen.

Nun mach erst mal

LG Lothar
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Re: AC-Steckernetzteil statt Transformator

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Samstag 20. September 2014, 10:04

Fange bitte systematisch an. Dazu lässt du dir auf dem Oszi die Spannung des Trafos anzeigen und belastest den Trafo mit unterschiedlichen Lasten. In deinem Fall am besten mit Halogenglühlampen. (Hier zeigt sich schon das erste mal das dein Steckertrafo mit 18 V unglücklich gewählt wurde. ) Deshalb 2 Stück in Reihe. Du wirst dann sehen das die Spannung unter Last einbricht. Die Masse bleibt bei allen Versuchen fest an einem Pol des Trafos angeschlossen.
Danach schaltest du eine Diode in unterschiedliche Richtung in die andere Trafozuleitung.
Erst mit Diode kannst du dann parallel zur Last einen Elko polrichtig schalten und dir den Spannungsverlauf ansehen. Kleiner Tip noch dazu ein Widerstand und 2 LED antiparallel geschaltet (Rot und Grün) kannst du als Indikator für die Polung einer Gleichspannung verwenden. Probier es an einer Batterie aus. Je nach Polung leuchtet dann Rot oder Grün. Und an Wechselspannung welche LED leuchtet dann und warum erhältst du da ein völlig anderes Ergebnis?
Wenn dir dann klar ist wie die Diode funktioniert und warum der Elko da als Siebkondensator verwendet wird kannst du mit der Vollwellengleichrichtung (Brückengleichrichter) weitermachen.
Noch etwas Masse oder GND ist ein Bezugspotential!
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Re: AC-Steckernetzteil statt Transformator

Neuer Beitragvon DerElektroNoob am Samstag 20. September 2014, 11:23

der mit den kurzen Armen hat geschrieben:Fange bitte systematisch an. Dazu lässt du dir auf dem Oszi die Spannung des Trafos anzeigen und belastest den Trafo mit unterschiedlichen Lasten. In deinem Fall am besten mit Halogenglühlampen. (Hier zeigt sich schon das erste mal das dein Steckertrafo mit 18 V unglücklich gewählt wurde. ) Deshalb 2 Stück in Reihe. Du wirst dann sehen das die Spannung unter Last einbricht. Die Masse bleibt bei allen Versuchen fest an einem Pol des Trafos angeschlossen.
Danach schaltest du eine Diode in unterschiedliche Richtung in die andere Trafozuleitung.
Erst mit Diode kannst du dann parallel zur Last einen Elko polrichtig schalten und dir den Spannungsverlauf ansehen. Kleiner Tip noch dazu ein Widerstand und 2 LED antiparallel geschaltet (Rot und Grün) kannst du als Indikator für die Polung einer Gleichspannung verwenden. Probier es an einer Batterie aus. Je nach Polung leuchtet dann Rot oder Grün. Und an Wechselspannung welche LED leuchtet dann und warum erhältst du da ein völlig anderes Ergebnis?
Wenn dir dann klar ist wie die Diode funktioniert und warum der Elko da als Siebkondensator verwendet wird kannst du mit der Vollwellengleichrichtung (Brückengleichrichter) weitermachen.
Noch etwas Masse oder GND ist ein Bezugspotential!


Hallo.

Danke für die Tipps, aber da bin ich eigentlich zum größten Teil schon durch. Verschiedene Widerstände habe ich natürlich ausprobiert. Hat sich nicht auf die Spannung ausgewirkt. Und wie eine Diode funktioniert ist mir natürlich auch klar. Das Problem ist ja nicht, dass Sachen die ich erwartet habe GAR NICHT eingetroffen sind, sondern eben nur etwas anders als vorgestellt:
1. Woher das "Mehr" an Spannung?
2. Wieso macht die Kapazität des Kondensators so wenig Unterschied? Warum ist der Größte nicht der beste Glätter?
3. Warum wird VOR dem Kondensator schon dessen Glättung sichtbar? (Siehe Beispiel Lackiererei)
4. Warum diese "komischen" Täler, wenn der Masse-Anschluss des Oszi die den Stromkreis komplettiert anstatt das Kabel?
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Re: AC-Steckernetzteil statt Transformator

Neuer Beitragvon DerElektroNoob am Samstag 20. September 2014, 11:29

Erfinderlein hat geschrieben:Hallo Noob,

da hier zu befürchten ist, daß dein noch dünnes Wissen dich auch Verdrahtungsfehler machen läßt schlage ich vor, daß du statt Fotos erst mal die Schaltung im jeweils abgeänderten Zustand postest. Ein Überblickfoto ist dann auch interessant, wenn es darum geht zu sehen, ob das was du erzählst richtig umgesetzt ist.

Unsereiner hat sich auch den Spruch eingeprägt: Wer viel mißt, mißt Mist. Um zum Beispiel die Auswirkung der Siebkondensatoren zu sehen muß auch ein Verbraucher, in deinem Fall ein Widerstand angeschlossen werden. Den Oszillogrammen nach zu urteilen hast du den Kondensator in Serie zur Diode liegen. Dann zeichne mal die Schaltung, wie sie tatsächlich ist und nicht wie sie deiner Meinung nach ist. Dann siehst du auch gleich, ob sie mit der ursprünglich gestellten Aufgabe noch Ähnlichkeit hat oder ob du beim ändern schon zusätzliche Fehler eingebaut hast.
Eine gesiebte Gleichrichtung ohne Belastung zeigt auf dem Oszi immer einen wagrechten Strich. Je nach Größe des oder der Kondensatoren entsteht unter Last eine Sägezahnspannungsform. Das sollte zum Messen das Ziel sein und nicht hunderterlei Varianten, die Masse des Oszis mal da oder mal dort anzuklemmen.

Nun mach erst mal

LG Lothar


Grüß Dich.

Das Problem mit dem Masse-Anschluss des Oszilloskop ist ja nicht speziell bei meinem Experiment hier eine Frage, sondern wohl auch allgemein ein Problem. Wenn man das Problem mal googlet kommt die Frage wohl sehr häufig. Für alle Englisch-verstehenden: http://www.youtube.com/watch?v=xaELqAo4kkQ

Gleiches mit dem genauen Ort des Anschlusses. Bei meinem kleinen Aufbau mit gerade mal 2-3 Bauteilen überbrückt das Masse-Signal dann ja schon die Diode und man muss schauen wo man das gute Ding anschliesst. Im Nachhinein natürlich auch kein großes Ding. Trotzdem find ich es gut auch mal so kleine Beobachtungen festzuhalten. Vielleicht liest den Thread hier ja mal der "DerElektroNoob2" und denkt sich dann "ahhhhh so ist das!" hehe
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Re: AC-Steckernetzteil statt Transformator

Neuer Beitragvon anders am Samstag 20. September 2014, 12:08

Hier der Aufbau:
So bekommst du nicht die Spannung an der Last zu sehen, sondern die Spannung an der Diode.
Beide sind nahezu gleich, nur um eine Halbwelle verschoben, da ja stets dann, wenn die Diode sperrt, und ihre Spannung maximal wird, die Spannung an der Last Null ist, weil ja kein Strom fliesst.

Einen kleinen aber feinen Unterschied gibt es doch:
Wenn du dir die "Nulllinie" genau anschaust, wirst du sehen, dass dort in Wirklichkeit eine geringe Spannung etwa 0,6..0,7V zu sehen ist. Das ist die Flußspannung an der Diode.

An der Last hingegen sieht man solches nicht, da der Sperrstrom der Diode (z.B. 1µA) meist zu gering ist um am Lastwiderstand einen nennenwerten Spannungsabfall zu bewirken.
Manchmal kann man aber dort die Wirkung des Sperrverzugs als kurzen Überschwinger beim Nulldurchgang Flußrichtung --> Sperrrichtung sehen.
Bei 50Hz ist dieser Sperrverzögerung meist unauffällig, aber bei höheren Frequenzen kann sie sehr störend sein und sogar durch Überhitzung zum Ausfall der Diode führen.

Wenn ich den Masse Anschluss aber am roten Kabel habe, dann bekomme ich folgendes Resultat:
Dann misst du die Spannung am Lastwiderstand.
Weil es nicht völlig gleichgültig ist, wäre es noch interessant dessen Wert zu erfahren (kontrollieren!) und auch den Typ der Diode.

Der Lastwiderstand sollte nicht allzu groß sein, vielleicht 1..10 kOhm, sonst bekommst du schwer einzuschätzende Meßfehler durch die Wicklungskapazität des Trafos.


Wenn ich das grüne Kabel ziehe und das Oszi-Masse-Kabel am roten Stromkabel habe, müsste es doch aufgrund des sehr geringen Widerstandes des Masse-Kabels einen Kurzschluss geben? Sehe ich das richtig?
Deine Schilderungen sind etwas schwer nachzuvollziehen, weil wir nicht in roten und grünen Kabeln denken, sondern in Bezeichnungen wie Masse, Anode, Kathode, Verbindungspunkt, etc.
Jedenfalls bekommt man beim Entfernen einer Verbindung keinen Kurzschluß. Wie auch?

Am Besten zeichnest du dir die jeweiligen Schaltbilder auf, dann wirst du die Zusammenhänge wohl selbst schnell erkennen.


Deshalb werde ich auch deine Bildern zu den mehrfach geänderten Schaltungen nicht kommentieren; ich weiß einfach nicht mehr, was da womit verbunden ist.

Mit den Kondensatoren liegt Vrms immer bei ungefähr 26-27Volt. Ein deutlicher Unterschied zu den 14Volt RMS ohne den Kondensator.
Das ist völlig richtig.
Die Nennspannung des Kondensators hat damit nichts zu tun. Der geht höchstens kaputt, wenn seine Spannungsfestigkeit nicht ausreicht.
Zum Glück hat der Hersteller ein paar Volt Reserve eingebaut, sonst wäre dein 25V-Kondensator jetzt schon hinüber.

Wie ich letztens schon erwähnte, entspricht der Effektivwert einer Spannung (egal welcher Wellenform) derjenigen Gleichspannung, die an einem ohmschen Widerstand die gleiche Wärmemenge hervorbringt.

Diesen Satz darfst du dir merken, denn das ist eine Definition.
Tatsächlich arbeiten auch einige Meßgeräte nach diesem Prinzip.
Darin ist der Ausdruck "ohmscher Widerstand" wichtig. Für diesen gilt nämlich zu jeder Zeit das ohmsche Gesetz I=U/R.
Das ohmsche Gesetz gilt aber nicht für die meisten Halbleiterbauteile und auch die Blindwiderstände von Kapazitäten und Induktivitäten werden so ausgeschlossen.

Aus deinem Transformator kommt eine Wechselspannung mit 20Veff.
Da diese Spannung sinusförmig ist (na ja, ein bischen verbeult), hat sie eine Spitzenspannung von 28V.
Die Diode lädt den Kondensator fast auf diese Spannung auf (es fehlen die 0,7V Spannungsabfall an der Diode), und wenn kein nennenswerter Entladestrom fliesst, dann bleibt die Spannung am Kondensator auch während der Zeit, da die Trafospannung geringer ist, bei diesen 27,3V.
Am Kondensator steht also eine Gleichspannung von 27,3V.
Und das ist auch ihr Effektivwert, denn sie würde an einem ohmschen Widerstand die gleiche Wärmemenge entwickeln, wie eine andere Gleichspannung von 27,3V.

2.2. Die Kapazität der Kondensatoren scheint keinen großen Unterschied zu machen:
10mF: 1,6 Vpp
100mF: 1,6Vpp
1000mF: 2,8Vpp
Demnach ist der kapazitätsstärkste Kondensator sogar der schlechteste Glätter.
Das wird auf einem falschen Meßaufbau beruhen.
Da der Kondensator seine Spannung ja kaum verändert, wird er nur von kurzen aber starken Stromimpulsen nachgeladen, die in den Zuleitungen einen Spannungsabfall hervorrufen.
Diese Stromimpulse fallen bei dem grössten Kondensator auch am grössten aus.
Wenn du die Leitungen deinen Oskars richtig anschliesst, d.h. sowohl Masseclip wie auch die Meßspitze werden direkt an die Drähte des Kondensators angeschlossen, wirst du sehen dass dort "Ruhe" ist.

Im übrigen darfst du ruhig µF schreiben, wenn du Mikrofarad meinst. Ein Millifarad mF ist nämlich bloß eintausend Mal so groß.
Auf der PC-Tastatur erreichst du das µ über AltGr m
Zuletzt geändert von anders am Samstag 20. September 2014, 12:26, insgesamt 2-mal geändert.
anders
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Re: AC-Steckernetzteil statt Transformator

Neuer Beitragvon ICE242 am Donnerstag 15. Januar 2015, 09:17

Die Sicherung soll den Trafo vor Überlast oder Kurzschluss schützen.
Jeder Mensch ist geheimnisvoll. Du hast gar keine Ahnung, wie gut oder schlecht er ist, bis du ihn wirklich kennst und die Wahrheit siehst.
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Re: AC-Steckernetzteil statt Transformator

Neuer Beitragvon Ney am Samstag 17. Januar 2015, 17:54

Generell: Den Begriff True RMS gibt es nicht. Schnell vergessen!!!

der mit den kurzen Armen hat geschrieben:Nana das Multimeter zeigt den Effektivwert der Wechselspannung an. Dabei wird meistens der reine Sinus zu Grunde gelegt. Wenn du die Flächen unter den Kurven in eine Quadratische Form bringst erhältst du die gleiche Fläche wie bei einer reinen Gleichspannung mit dem Effektivwert.
Gleichrichter und Efektifwert.GIF

Wie du siehst hat die Rechteckspannung bei mir einen Wert von 2 Einheiten effektiv, aber einen Spitze Spitze Wert von 4 Einheiten. Bei unser Netzspannung erhältst du einen Effektivwert von 230V und einen Spitze Spitzewert von 230V *SQR2*2 =650 V. Den Effektivwert zeigt dein Multimeter an !


Ich dachte, ich hätte euch für die Mathematik vor einigen Jahren sensibilisiert ;)

Nun, wenn dieses Thema schon wieder aktualisiert wurde, dann möchte ich auch meinen Senf dazu geben.

Das Rechtecksignal kann nicht auf die gleiche Art betrachtet werden wie Sinus oder Cosinus. Der Grund steckt in der Signalform. Durch "Umklappen" der negativen Anteile bleibt beim Rechteck keine Lücke zwischen den Halbperioden. Damit sind bei Rechteck der Effektivwert (klassisch berechnet als RMS über Wurzel aus 1/T....) und der Mittelwert aus dem Betrag der Funktion (also praktisch Mittelwert nach Umklappen) identisch.

Wenn du diesen Sachverhalt bei Sinus oder Cosinus untersuchst, wirst du sehen, dass der Effektivwert eben Amplitude geteilt durch Wurzel (2) ist, während der Mittelwert des Betrages der Funktion um einiges kleiner ist, nämlich û*2/Pi.
Das kommt daher, dass eben durch Umklappen diese Lücken zwischen den Halbperioden existiert.
Auch bei einem zu Null symmetrischen Dreieck ist der Effektivwert höher als der Mittelwert. Der Effektivwert beträgt wie bei Sinus û/Wurzel(2). Dagegen ist der Mittelwert die Hälfte der Amplitude.

In deinem Beispiel ist eine Gleichspannung mit der selben Amplitude wie das Rechtecksignal in Ordnung. Bei allen anderen Signalformen geht kein Weg an die Integralrechnung vorbei.

@Lothar: ohne Formeleditor wird es schwer. Lässt sich so etwas organisieren?
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Re: AC-Steckernetzteil statt Transformator

Neuer Beitragvon Erfinderlein am Donnerstag 22. Januar 2015, 18:49

Hallo Ney,

ich werde mal schauen ob Baldur das zwischendurchzmal machen kann. Ich meine die haben einen im Schwesterforum. Hier fehlte es damals am Interesse.

LG Lothar
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Re: AC-Steckernetzteil statt Transformator

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Donnerstag 22. Januar 2015, 23:40

Da gibt es sogar 2 Formeleditoren. :sm12: Einer auf Latex Basis, der andere auf Optimath fed geo - Formeleditor von Matroids Matheplanet HOME basierend .
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Re: AC-Steckernetzteil statt Transformator

Neuer Beitragvon Ney am Freitag 23. Januar 2015, 05:59

Erfinderlein hat geschrieben:Hallo Ney,

ich werde mal schauen ob Baldur das zwischendurchzmal machen kann. Ich meine die haben einen im Schwesterforum. Hier fehlte es damals am Interesse.

LG Lothar


Hallo Lothar, schön dich mal wieder zu sehen. Kleiner Tipp: wir kennen uns :)
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Neuer Beitragvon Bvtxzbrota am Freitag 26. Mai 2017, 17:57

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Neuer Beitragvon Bvtxzbrota am Freitag 26. Mai 2017, 18:00

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