Übungen auf der Basis von Bild 3.18
Ja, das Maximum des Stromes liegt zeitlich vor dem Maximum der Spannung. Das Strommaximum ereignet sich dabei
zur Zeit des Nulldurchgangs der Spannung.
Eine Rechnung ergibt einen Phasenwinkel zwischen Gesamtspannung und Kondensatorspannung von 32,14°. Das
entspricht bei einer Periodendauer von 1 ms einer Zeitdifferenz von ca. 0,089ms. Die Simulation (Bild 1)
bestätigt diesen Wert in dem Maße, wie es das Auge zulässt. Wenn Sie erst die Cursorfunktion von PSpice
kennen, können Sie den Wert genauer bestimmen.
Bild 1: Simulationsergebnis (Transientenanalyse) zur Übung zu Bild 3.18
Übung im Anschluss an Aktion 3.33
Bild 2: Simulationsergebnis (Transientenanalyse) zur Übung im Anschluss an Aktion 3.33
Erwartungsgemäß sind Uabs und Uavg gleich 10V. Der Effektivwert berechnet sich mit Ugleich = 10 V und
Uwechsel = 7,071 V zu Urms = 12,25 V. Dieser Wert wird durch die Simulation bestätigt.
Übung im Anschluss an Aktion 3.35
Bild 3: Simulationsergebnis (Transientenanalyse) zur Übung im Anschluss an Aktion 3.35
Nach dem Schließen des Schalters (60 ms) wird (eine Periodendauer Übergang zur Berechnung
der neuen Werte) die Blindleistung zu Null und sowohl die Schein- als
auch die Wirkleistung werden gleich dem arithmetischen Mittelwert der Augenblicksleistung.
Der Leiderstrom (Bild 4) reduziert sich durch die Kompensation der Blindleistung auf weniger als 50%.
Bild 4: Simulationsergebnis (Transientenanalyse: Leiterstrom.
Aufgabe 3.1
Bild 5: Gemeinsame Darstellung von uR (grün), uC (rot), uges (dunkelblau), sowie uR + uC (hellblau)
Die hellblaue Kurve (uR + uC) ist vollständig von der dunkelblauen Kurve (uges)
verdeckt. D.h., die Summe der Teilspannungen ist jederzeit gleich der Summe der Gesamtspannung.
Aufgabe 3.2
Bild 6: Gemeinsame Darstellung von uR (grün), uL (rot)
Die Rechnung ergibt uR = 0,847V und uL = 0,532V. Diese Werte werden durch die Simulation bestätigt.
Bild 7: Gemeinsame Darstellung von uges (grün), iges (rot)
Die Spannung eilt dem Strom um ca. 89 ns voraus (sobald Sie die Zoomfunktion des Probefensters kennen,
können Sie diesen Wert genauer bestimmen). Bei 1 MHz entsprechen 89 ns etwa 32°, d.h., das
Simulationsergebnis entspricht der Rechnung.
Aufgabe 3.3
Bild 8: Strom und Spannung der RLC-Reihenschaltung bei Resonanz
Strom und Spannung sind in Phase, d.h., die Schaltung befindet sich in Resonanz.
Aufgabe 3.4
Bild 9: Aufladevorgang mit zwei Kondensatoren
Der Kondensator C1 wird mit einer Zeitkonstante von ca. 1,4 us geladen (Augenmaß).
Für Kondensator C2 beträgt die Zeitkonstante ca. 4 us.
Aufgabe 3.5
Bild 10: Mittelwerte
blau: Effektivwert ca. 8V
grün: Gleichrichtwert ca. 7,6V
rot: arithmetischer Mittelwert 2V
Aufgabe 3.6
Bild 11: Mittelwerte
blau: Effektivwert ca. 5,78V
grün: Gleichrichtwert ca. 5V
rot: arithmetischer Mittelwert 0V
Aufgabe 3.7
Bild 12: Mittelwerte einer Dreieckspannung
blau: Effektivwert 5,78V
rot: Gleichrichtwert 5V
hellblau: arithmetischer Mittelwert 5V
Aufgabe 3.8
Bild 13: Mittelwerte einer Impulsfolge
hellblau: Effektivwert 4,47V
rot: Gleichrichtwert 2V
blau: arithmetischer Mittelwert 2V
Aufgabe 3.9
Bild 14: Leistungen in der unkompensierten Schaltung
Bild 14 zeigt die Leistungen in der unkompensierten Schaltung.
Bild 15 zeigt die Leisungen nach einer Kompensatipon mit C = 4,7nF
Bild 15: Leistungen in der kompensierten Schaltung
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