Brückenschaltung berechnen....

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_Stephan_
Stammgast

#1 erstellt: 22. Mai 2006, 12:49

Moin

vielleicht könnt ihr mir mal auf die Sprünge helfen, hab gerade irgendwie ein Brett vorm Kopf

Ich muß den Innenwiderstand einer Brückenschaltung bestimmen.
Siehe hier:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0306151.htm

Dabei soll der Ausgang (Punkte A und B) als Zweipol betrachtet werden.

- Nehmen wir mal an, ich hätte die Schaltung in der Realität vor mir liegen. Könnte ich dann den Ri bestimmen, indem ich A und B kurzschließe und den Strom messe, Ri=Lehrlaufspannung/Kurzschlußstrom?
Wenn's eine normale Quelle wär würde man so vorgehen, aber klappt das auch bei der Brückenschaltung?

Ist das ganze evtl. nicht linear?

- Angenommen, die Brückenschaltung hängt an einer Batterie mit einem Innenwiderstand, den ich jetzt mal R0 nenne.

Für die normale Brückenschaltung mit einer idealen Spannungsquelle komm ich auf

´´´´´´R1*R2´´´´´´´´´R3*R4´´´´´´
Ri= ----------- + -----------
´´´´´´R1+R2´´´´´´ ´´R3+R4´´´´´´

Wie bau ich da jetzt den R0 ein?

zucker
Inventar

#2 erstellt: 22. Mai 2006, 15:00

Hallo,

sind alle 4 R gleich groß, dann sind beide Potentiale A und B im Bezug zueinander 0. Über das Messgerät (oder nennen wir es mal Last) fließt kein Strom. Wird ein R verändert, schiebt sich das Potential in diesem Zweig nach + oder -, was dann einen Laststrom zur Folge hat.
Der tatsächliche Strom fließt dann vom kleinsten R dieses Zweiges über die Last und den kleinsten R des anderen Zweiges oder über beide R, wenn beide gleichgroß sind.

R1 / R2 = R3 / R4

Geht man von Potential + an der linken Seite aus, Potential - an der rechten Seite, dann wird bei einem verkleinern von R1 der Strom über ihn, die Last und R4 zum anderen Pol fließen.
Solange der Gesamtwiderstand der 4 Teilwiderstände gleich bleibt, also R1 um den Betrag verringert wird, um den R2 erhöht wird, bleibt auch der Gesamtwiderstand als solches für die Spannungsquelle erhalten.
Der Gesamt-R der Brücke als Last für die Spannungsquelle errechnet sich halt aus der Reihen / Parallelschaltung der 4 Teilwiderstände.

Oder wolltest Du die Last, wenn bspw. 4R ala Brückenendstufe, mit einbeziehen?

Dann müßte zunächst eine Spannungsangabe hin und die R`s bewertet.
Ersetzt man jeden Teilwiderstand durch einen Transistor, muß man halt mittels Strom und Spannung der Last den Ri eines jeden T`s errechnen oder den Spannungsabfall der Uce Strecke messen. Der Ri eines Widerstandes ist sein Wert, ein T nimmt ständig andere Werte, je nach Öffnung und Stromfluss an.

_Stephan_
Stammgast

#3 erstellt: 24. Mai 2006, 17:39

Hi,

geht hier ausnahmensweise mal nicht um eine Endstufe. Ist ein reines mathematisches Spielchen, geht nur um stinknormale Wiederstände. Wheatstoneschaltung oder so ähnlich, aus der Meßtechnik.

Der Gesamt-R der Brücke als Last für die Spannungsquelle errechnet sich halt aus der Reihen / Parallelschaltung der 4 Teilwiderstände.

Klar. Aber ich will die Schaltung, die übrigens nicht abgeglichen ist, als Zweipol betrachten. Die Werte sind mir schnurz, geht eigentlich nur um die Formel für den Ri, den die
Blackbox bestehend aus Spannugsquelle mit Ri und Brückenschaltung hat. Also 2 Ris. Den der Brücke hab ich ja schon, die Frage ist nun, wie ich den der Spannungsquelle mit einbaue.

zucker
Inventar

#4 erstellt: 24. Mai 2006, 18:53

Hallo Stephan,

so ganz werd ich nicht schlau draus.
Der Spannunbsquelle als solches ist es doch vollkommen egal, ob 2, 4 oder 8 R´s an ihr hängen. Sie stellen immer die Last für sie dar. Sie ist, im Bezug auf die Brücke, der aktive Pol.
Rein logisch Betrachtet errechnet sich der Ri der Spannungsquelle aus dem Laststrom der Brücke. Eine Formel kann ich dazu nicht aufstellen, müßte halt ein Mathematiker machen aber:
aus R = U/I ergibt sich der Ri der Spannungsquelle. Wann es zum Kurzschluß kommt, ist wieder eine andere Frage.

Wenn es um Messtechnik geht, die Last der Brücke also größer 100K ist, kann man eigentlich dessen Strom vernachlässigen, vorausgesetzt, R1 bis R4 sind erheblich niederohmiger. Deshalb frug ich nach der Last ala Endstufe.

Demzufolge wäre Ri der U-Quelle mit U / I der gesamten Brücke anzusetzen, wobei sich I der Brücke aus U / (R1 + R2) // (R3 + R4) zusammensetzt.

Bei angenommenen 12V Ub gegen Masse und jeweils 1K für R1 bis R4 ergibt sich dabei ein I von 12mA für die Quelle, was eben einen Ri von 1K zur Folge hat.
Schiebt sich R1 zu 500R, R2 zu 1.5K, R3 zu 1.5K und R4 zu 500R und ist die Last mit 100K bewertet, dann verbrät sie zusätzlich 60µA. Da das aber nur 0.5% des ganzen Laststromes mehr sind, würde ich es vernachlässigen.

Ich wage eine Formel für den Ri der Quelle mal so:

Ri(Quelle) = (1/Ugesamt) / ((1/(R1+R2)) + (1/(R3+R4)))

oetschgabaroetschga
Ist häufiger hier

#5 erstellt: 25. Mai 2006, 20:06

Hallo,
ich habe letzte Woche genau diese Schaltung in "Messsystem und Sensortechnik" an der Uni gezeigt bekommen:
Die Formel für die Ausgangsspannung in Abhängigkeit der Quellspannung und aller Widerstände lautet:

U=U(quelle) * [(R2*R3) -(R1*R4)] / [(R1+R2)*(R3+R4)]

Diese Formel ist 100% richtig!!!!!!

Den Innenwiderstand ist meiner Meinung nach folgender

Ri= (R1*R2*R3*R4) / ([R3+R4]*R1*R2 + [R2+R1]*R3*R4)

Die Formel habe ich errechnet, also ohne Gewähr!

_Stephan_
Stammgast

#6 erstellt: 27. Mai 2006, 16:53

Moin,

hat sich insofern erledigt, da R0 im der Schaltung vernachlässigbar klein gegenüber den Werten der Brücke war, konnte also vernachlässigt werden.
Trozdem Danke für eure Hilfe

motorazer
Neuling

#7 erstellt: 12. Jul 2008, 16:26

Hallo,

wollte das Forum mal wiederbeleben,

ich habe dazu eine kleine Frage (auch wenn es nicht mein Thema ist) :-)

Wenn ich 5 Led's habe die als H Brücke geschaltet sind, wie kann ich ohne rechnen herausbekomen, welche LED am stärksten leuchtet.
Theoretisch dürfte die mittlere LED ja nicht leuchten, wenn alle LED's den gleichen Widerstand haben, odeR?
Pspice hat es nicht kapiert, darum frage ich euch mal :-)

Danke