Elektroniker/-in für Betriebstechnik
12EBTc23
Regelungstechnik: Hydraulik Aggregat
Brückenschaltung (Vergleicher)
im Lernfeld 11
J. Wiest
3. Februar 2022
z
Ig
UB= +15 V
w
U1
R1
Steller
yR
y
Stellglied
Regelstrecke
x
r
U4
R4
Regelglied
e
Messumformer
U2
R2
Ug
U5
R5
UD
U3
R3
Ig
U6
R6
I1
0V
R1
Ug
K1
R2
U1
I2
U2
M1
R5
U5
M2
I3
R3
K2
I4
I5
R4
Ig
Ug
U3
U4
UB= +15 V
R1
U1
R4
U4
R2
U2
R5
U5
-K1
R9
UD
R3
U3
R6
U6
L1 (230 V)
-D1
-T1
-K1
M -M1
U1
R7
R8
0V
Abbildung 1: Deckblatt zur Brückenschaltung
1
N
12EBTc23
Regelungstechnik: Hydraulik Aggregat Brückenschaltung (Vergleicher)
1 Aufgabe R4 berechnen
Ig
1.1 Aufgabenbeschreibung
I1
Auf dem Deckblatt ist die schrittweise Ableitung der Aufgabenstellung zur folgenden Brückenschaltung dargestellt (vgl.
Abbildung 1 und 2).
Ug
Ig
I1
R1
U1
Ug
I2
R2
U2
U5
R3
I5
R4
M1
R1
K1
R2
I3
R5
Lernfeld 11
U3
U1
I2
U2
M2
R5
U5
M3
I3
R3
I5
R4
U3
K2
I4
U4
Abbildung 3: Brückenschaltung mit 4 Widerständen und
Maschenumlaufsinn
I4
U4
Abbildung 2: Brückenschaltung mit 4 Widerständen
1.2 Gegebene Werte
Gegeben sind:
• die ohmschen Widerstände:
R1 = R2 = 500 Ω, R3 = 2 kΩ und R5 = 200 Ω sowie
• die Spannung Ug = 12 V an der Brückenschaltung.
1.3 Aufgabenstellung
Welchen Wert muss der Widerstand R4 erhalten, damit der
Strom I5 = 5 mA fließt?
Diese Aufgabenstellung kann von Ihnen ohne Strukturierungshilfe bearbeitet werden, oder Sie nutzen alternativ die
Strukturierungshilfen, die im folgenden Abschnitt 1.4 beschrieben sind.
1.4 Strukturierung der Arbeitsschritte
In Abbildung 3 sind im Vergleich zur Abbildung 2 die Masche M1 , M2 , M3 inklusive des Maschenumlaufsinns und die
Kontenpunkte K1 sowie K2 eingeführt. Damit wird eine
Struktur für die nächsten Arbeitsschritte festgelegt.
5. Kontrollschritt: Wenn Sie die vorherigen Arbeitsschritte durchgeführt haben, dann müsste Sie nun zwei Gleichungen und mit den beiden unbekannten Stromstärken I1 und I2 erhalten haben.
6. Lösen Sie nun das Gleichungssystem und bestimmen
Sie die beiden Stromstärken I1 und I2 , z. B. durch das
Einsetzungsverfahren oder das Gleichsetzungsverfahren.
7. Berechnen mit Hilfe des ohmschen Gesetzes die Teilspannungen U1 , U2 und U5 .
8. Stellen Sie die Maschengleichung für die Masche M2
auf und lösen Sie die Maschengleichung M2 nach der
unbekannten Teilspannung U3 auf und bestimmen Sie
die Teilspannung U3 .
9. Berechnen Sie mit Hilfe des ohmschen Gesetzes den
Teilstrom I3 .
10. Stellen Sie die Maschengleichung für die Masche M3
auf und lösen Sie die Maschengleichung M3 nach der
unbekannten Teilspannung U4 auf und bestimmen Sie
die Teilspannung U4 .
11. Stellen Sie für den Knoten K2 die Knotengleichung auf
und bestimmen Sie damit die Stromstärke I4 .
12. Berechnen Sie mit Hilfe des ohmschen Gesetzes den
gesuchten Widerstand R4 .
1. Stellen Sie für die Masche M1 die entsprechende Maschengleichung auf und lösen Sie nach Ug auf.
2. Ersetzen Sie die Teilspannungen U1 und U2 durch das
ohmsche Gesetz.
3. Ersetzen Sie in der Maschengleichung M1 alle gegebenen Größen für Ug , R1 und R2 .
4. Stellen Sie für den Knotenpunkt K1 die entsprechende Knotengleichung auf und lösen Sie diese nach der
Stromstärke I1 auf. Ersetzen Sie in der Knotengleichung alle gegebenen Größen, z. B. für I5 .
J. Wiest
3. Februar 2022
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