Ersatzschaltplan zeichnen

Aufrufe: 211     Aktiv: 27.09.2024 um 09:50

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Hallo,
ich habe folgende Zeichnung und möchte die Widerstände R1 und R2 berechnen. 
Die blau hinterlegten Widerstände (R3-R6) sind bekannt. Das rechte Voltmeter welches die Batteriespannung misst hat einen Innenwiderstand von 10MOhm.

ich habe folgend Schaltplan für den Fall damit der Schalter zu isz gezeichnet:


Und folgenden für den offenen Zustand:


Meine Frage ist stimmen die Pläne jeweils? Weil ich bekomme bei der Berechnung nicht das richtige raus?

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Deine Zeichnung für den Fall, dass der Schalter offen ist stimmt auf jeden Fall nicht.

Du hast R6 und R5 vertauscht. Eine Verbindung von dem Punkt zwischen R3/R4 zu R5 hat vorher nicht existiert und demnach jetzt auch nicht.

Ich glaube das hast du zwei mal das gleiche Bild hochgeladen.

Warum du die Zeichnung überhaupt umzeichnest ist mir auch nicht klar, du kannst ja in deiner obigen Schaltung direkt mit dem Rechnen beginnen, das GND Potential ist hierbei völlig irrelevant und muss demnach zur Übersicht ja nicht nach unten gemalt werden. Für meinen Geschmack hast du es eher komplizierter gemacht, aber gut.

Wenn deine Rechnung nicht stimmt kannst du sie ja trotzdem posten, aber mit der falschen Zeichnung ist sie wahrscheinlich auch mit richtigem Rechenweg falsch.

Wenn ich das richtig verstehe ist dein Ziel, mit den zwei Schalterstellungen und zwei Messwerten von V_AD die Widerstände R1 und R2 zu bestimmen, korrekt? Das dürfte auf jeden Fall funktionieren. Du musst zwei Gleichungen finden in denen V_AD sowie R1/2 zu finden sind und dann das Gleichungssystem lösen.

Ich mach dir mal den Anfang für den Fall Schalter offen:

Widerstände $R_1,~R_3,~R_4$ zusammenfassen:

$R_{134}=R_{34}||R_1=(R_3+R_4)||R_1=\dfrac{(R_3+R_4)\cdot R_1}{R_1+R_3+R_4}$

Widerstände $R_2,~R_5,~R_6$ zusammenfassen:

$R_{256}=(R_5+R_6)||R_2=\dfrac{(R_5+R_6)\cdot R_2}{R_2+R_5+R_6}$

Spannung über der Schaltung aus $R_2,~R_5,~R_6$ berechnen:

$U_{56}=U_{Bat}\cdot \dfrac{R_{256}\cdot R_{134}}{R_{256}+R_{134}}$

Zuletzt Spannung über $R_6$ berechnen, was deinem $U_{AD}$ Messwert entspricht:

$U_6=U_{AD}=U_{56} \cdot \dfrac{R_6}{R_5 + R_6}$

Das ganze musst du jetzt halt zusammenfassen indem du alles einsetzt und schon hast du deine erste Gleichung.

Für den Fall dass der Schalter geschlossen ist sieht das ESB so aus:

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ok vielen Dank schonmal.
Ich habe jetzt die Gleichungen miteinander zusammengefasst. Nun habe ich eine Gleichung für R1 diese ist jedoch von R2 abhängig und dieser ist ja ebenfalls unbekannt. Um dies jetzt zu lösen benötigte ich noch die Gleichungen für den geschlossenen Zustand und setzte diese dann dort eine, sodass es keine Unbekannte mehr gibt oder?


Folgende Gleichungen habe ich für den geschlossenen Zustand: Stimmen diese?
  ─   josh01 25.09.2024 um 07:27

R_13=(R_1⋅R_3)/(R_1+R_3 )

R_2456=((R_5+R_6 )⋅R_2)/(R_2+R_5+R_6 )+R_4

U_456=U_Bat⋅(R_13⋅R_2456)/(R_13+R_2456 )

U_AD=U_456 ⋅R_6/(R_4+R_5+R_6 )
  ─   josh01 25.09.2024 um 07:37

Das ist so nicht korrekt, schon dein erster Schritt stimmt nicht, da R3 und R1 nicht parallel liegen. R3 ist mit + und - der Batterie verbunden, R1 aber mit + und auf der anderen Seite mit R2. Ich gebe zu, für den geschlossenen Fall hilft das Umzeichnen. Ich habs dir als Bild mal angehängt.   ─   vetox 25.09.2024 um 21:59

Aso vielen Dank!
Ich hab jetzt folgende Gleichungen. Jedoch fehlt mir glaub ich noch ein Zusammenhang zwischen U_3 und U_2:

R_456=((R_5+R_6 )⋅R_4)/(R_4+R_5+R_6 )

R_2456=(R_2⋅R_456)/(R_2+R_456 )

R_12456=(R_1⋅R_2456)/(R_1+R_2456 )

R_ges=(R_3⋅R_12456)/(R_3+R_12456 )

U_2=U_5+U_AD=U_AD⋅(1+R_5/(R_5+R_6 ))

U_3=U_Bat
  ─   josh01 27.09.2024 um 09:14

Das sieht etwas besser aus. $R_{ges}$ brauchst du nicht, denn $R_3$ ist ja parallel zur rechten Seite und hat daher keinen Einfluss auf $U_6$. Die Berechnung von $R_{12456}$ ist falsch, denn $R_1$ ist nicht parallel sondern in Reihe zu $R_{2456}$. Du musst $U_2$ über den Spannungsteiler aus $R_1$ und $R_{2456}$ berechnen, nur so bekommst du die Batteriespannung in deine Gleichung. $U_2=U_{Bat}\cdot\dfrac{R_{2456}}{R_1+R_{2456}}$. Jetzt kannst du mit dieser Spannung den Spannungsteiler aus $R_5$ und $R_6$ berechnen um auf $U_6=U_{\text{AD,offen}}$ zu kommen.   ─   vetox 27.09.2024 um 09:50

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