Aufgabe zur Berechnung linearer Netzwerke
Kategorien: Aufgaben, GleichstromIm Bereich “Grundlagen der Elektrotechnik” werden häufig Netzwerke aus mehreren Spannungsquellen und Widerständen behandelt. Wenn die Netzwerke ausschließlich Verbraucher beinhalten, bei denen der Strom sich zur Spannung proportional verhält, also ohmesche Widerstände, handelt es sich um sogenannte lineare Netzwerke.
Solche lineare Netzwerke lassen sich mit unterschiedlichen Verfahren berechnen.
Anhand folgender Beispielaufgabe möchte ich folgende Verfahren vorstellen:
Die Berechnung mit Hilfe der Kirchhoffschen Gleichungen, das Überlagerungsverfahren (auch Helmhotzsches Überlagerungsverfahren genannt), die Ersatzspannungsquelle und die Ersatzstromquelle.
Wenn Du einige Verfahren bereits kennst, kannst Du die Aufgaben zunächst selbst durchrechnen und dann anschließend mit Hilfe der Videos überprüfen, ob Du richtig gerechnet hast.
Bei Verfahren, die Du noch nicht kennst, kannst Du Dir im Video das entsprechende Verfahren vorrechnen lassen.
Für weitere Übungsaufgaben kann ich das Buch Elektroaufgaben, Gleichstrom von Helmut Lindner
Zun aber zur Aufgabe dieser Artikelserie.
Aufgabe
Gegeben ist untenstehendes Netzwerk mit 5 Spannungsquellen mit den Werten:
U1= 10 V
U2= 5 V
U3= 7 V
U4= 3 V
U5= 9 V
Die einzelnen Widerstandswerte betragen R=100 Ω.
Berechne die Stromstärke IL mit Hilfe
- der Kirchhoffschen Gleichungen
- Überlagerungsverfahren
- Ersatzspannungsquelle
- Ersatzstromquelle
Wie gesagt: Am besten, Du berechnest die Aufgaben mit Hilfe der einzelnen Verfahren, und/oder mit weiteren Verfahren, die Du im Unterricht kennen gelernt hast, selbst durch und vergleichst dann die Ergebnisse. Selbstverständlich ist bei jedem Verfahren das Ergebnis gleich,
nämlich IL=-65 mA.
Erst nachdem Du selbst gerechnet hast, schau Dir die Videos an, die ich zu den einzelnen Verfahren gemacht hast.
Lösungen
Hier findet Du die Videos zu den einzelnen Lösungsverfahren zu dieser Aufgabe.
Berechnung anhand der Kirchhoffschen Gleichungen
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Mein Name ist Wolfgang Bengfort. Ich bin Lehrer für Elektrotechnik und Technische Informatik und habe im September 2009 diese Seite gestartet. 
Hey,
Super Videos, danke!!!
Habe noch ne frage: wie kriegt man raus wie die Richtungspfeile laufen?
vinz
Hallo vinz,
die Richtungen der Strompfeile kannst Du wählen wie Du möchtest.
Am Vorzeichen des Ergebnisses erkennst Du später in welcher Richtung der tatsächliche Strom verläuft.
Die Stromrichtung zu Beginn solltest Du aber nicht während der Rechnung ändern.
Auch nicht, wenn Du absehen kannst, dass der Strom ein negatives Vorzeihen erhälst.
Also 1. Stromrichtung (willkürlich) festlegen und dann konsequent durchrechnen.
Die Richtung der Spannungen an den Widerständen ergibt sich aus der Stromrichtung (Stichwort Verbraucherzählpfeilsystem).
HIGHWAAAAAAY TO HELLLL
hallo wollt mal wissen ob die videos zu diesen themen also die einführungen (kirschhoff,ersatzspanungsquelle etc.) schon fertig sind oder wie lange das dauert hätte ich gern gewusst würd mich über eine antwort freuen:)
lg
Hallo a.d,
durch die Vorbereitungen für den Mikrocontroller-Kurs ist mein Zeitplan etwas durcheinander geworfen worden. Die Videos stehen also leider noch auf meiner To-Do-Liste.
Bis dahin können vielleicht aber auch die Lösungsvideos zu den einzelnen Aufgaben helfen. Hier wird ebenfalls gezeigt, wie und warum die einzelnen Methoden angewendet werden können.
Hallo Wolfgang
Eine super Seite. Wurde öfter ein Gast sein.
Danke
Hallo,
ich wollte nur mal sagen, dass die Erklärung dieser Verfahren( Ersatzspannungsquelle, Ersatzstromquelle) richtig gut sind. Ich wollte mich sehr dafür bedanken, dass die Videos da sind, um Studenten zu helfen.
Danke 1000 mals.
Schöne Grüße.
Julio T.
Hallo Waldemar,
vielen Dank für Dein Feedback. Du bist herzlich willkommen
hallo Julio,
es freut mich, dass Dir die Videos beim Studium helfen.
Schön zu hören, dass Euch meine Seite auch im Studium wirklich weiterhilft.
Viele Grüße
Wolfgang
Hey =)
Diese Viedeos waren echt meine Rettung!!!
Schreibe übermorgen Klausur in Grundlagen der E-technik und hab trotz vielem wälzen von Büchern und Skripten nich kapiert wie das mit den Ersatzquellen funktioniert.. jetzt schon!!!! =)
Ein ganz super mega GROßES Danke!!!
Liebe Grüße,
Nadine~
Hallo Nadine,
vielen Dank für Dein Feedback.
Und viel Erfolg bei Deiner ET-Klausur!
Viele Grüße
Wolfgang
Hallo,
auch ich möchte mich ganz herzlich für diese Seite bedanken.
Ich studiere Mechatronik und besonders die Grundlagen der Elektrotechnik fand ich bisher sehr schwer verständlich. Die Videos zu dem Thema machen es aber sehr anschaulich, vielen Dank!
Für die Zukunft ist es aber wünschenswert die gleichen Verfahren an anderen Beispielen zu demonstrieren. Was mir persönlich auf den ersten Blick fehlt ist eine Aufgabe, die auch Stromquellen beinhaltet, sowie eine Erläuterung zum Verfahren mit dem “komplimentären Baum”.
Trotzdem schonmal vielen, herzlichen Dank!
Hallo Patrick,
vielen Dank für Deinen Kommentar.
Es ist leider so, dass die Seite alles andere als vollständig ist.
Und auch nie sein kann, dafür ist das Thema Elektrotechnik zu umfangreich.
Ich bleibe aber am Ball und hoffe, dass die weißen Flecken auf der Landkarte immer kleiner werden