Dioden in Reihe - Arbeitspunktbestimmung

[RoebelFroebel]

Hallo,

ich habe eben dieses wunderbare Forum hier entdeckt und direkt mal eine Frage.

Ich will die sich im Anhang befindliche Aufgabe lösen.

Lösungsansatz 1:

- Aus der Stromquelle gedanklich eine aquivalente Spannungsquelle machen.

- Die vorhandene Diodenkennlinie in Spannungsrichtung "duplizieren", da es sich ja um eine Reihenschaltung handelt.

- Die widerstandskenngerade des Vorwiderstandes einzeichnen und ebenfalls in Spannungsrichtung zu der neuen Diodenkennlinie hinzuaddieren. (Es handelt sich ja um eine Reihenschaltung, da aus der Stromquelle eine Spannungsquelle gemacht wurde)

Zuletzt die Kennlinie der Spannungsquelle einzeichnen. Problem: Beim dem verwendeten Maßstab schneidet diese sich nicht mit der neuen Kennlinie der Gesamtschaltung.

Lösungsansatz 2:

- Die Skalierung der X-Achse Verdoppeln. (2V = 4V etc.) Dann wäre die vorhandene Diodenkennlinie direkt die Kennlinie der Reihenschaltung.

- Wie gehabt Widerstandsgerade einzeichnen

- Nun schneidet sich die Kennlinie der Spannungsquelle mit der Gesamtkennlinie der Schaltung und ich erhalte meinen Arbeitspunkt.

Allerdings bin ich mir unsicher, ob es vom Prof gewollt ist, das man "einfach so" mal die Skalierung ändert. Oder habe ich einfach nur einen Fehler gemacht??

Danke!!

[ohoyer]

Bei der vorliegenden Aufgabe muss man eigentlich nicht viel rechnen, sondern einfach überflüssige Informationen von sinnvollen trennen...

Hilfen:

- Reihenschaltung der LED: Bleibt der Strom konstant oder ändert er sich?
- Spannungsfall bei Reihenschaltung(en)?
- Wenn der Strom pro Diode nach obiger Betrachtung feststeht, im Diagramm Spannung ablesen und entscheiden, wie damit bei 2 Dioden verfahren werden muss... (Addieren oder nicht?)

->Fertig.

[Max60]

Omg - Denkfehler erkannt:

Der Innenwiderstand ist NICHT Teil der zu betrachtenden Schaltung, weshalb man dessen Widerstandsgerade auch nicht einzuzeichnen braucht..

Danke für den Hint

Also muss im Prinzip nur die 2. Diode hinzuaddiert werden, in Spannungsrichtung. Der Schnittpunkt der Kennlinie der Spannungsquelle mit der "Schaltungskennlinie" ist dann der Arbeitspunkt für die Gesamtschaltung. Peilt man dann rüber zur 1. Kennlinie erhält man den Arbeitspunkt für eine Diode. Sehr aufschlussreich.

[geloescht]

Hallo RoebelFroebel,

die Skalierung darfst Du nicht einfach ändern.

Was Du tun musst:

Du musst die Skale der X-Achse verlängern, denn die Spannung Deiner Ersatzquelle beträgt 24 Volt und Ik = 24 mA.

Du zeichnest von der Y-Achse vom Punkt 24 mA eine Gerade zur Y-Achse zum Punkt 24 Volt (das ist Ri).

Der Schnittpunkt mit der parallel zur Dioden-Kennlinie verlaufenden zweiten Dioden-Kennlinie ist der gesuchte Arbeitspunkt (blauer Punkt).
[ATTACH]7177[/ATTACH]
ungefähr so müsste das aussehen.

Gruß

Alois

Editvermerk: Zeichnung berichtigt

[chris11]

@Alois,

deine Zeichnung sieht komisch aus. Eine 1000 Ohm Quelle verliert bei 5 V nach
I=U/R 5mA . Also sollte deine Gerade bei 5mA durch 24-5=19mA gehen und nicht durch 17mA wie eingezeichnet.

Du kannst das Problem auch symmetrisch zerlegen in zwei 24mA 500 Ohm Stromquellen in Serie und die 500 Ohm Kennline von 24V bei 0 mA startend in den Graphen einzeichnen. Dann bekommst Du den Arbeitspunkt auf der Kennline der Einzeldiode. Die Y-Achse hat eine Schrittweite von 2mA zwischen den Strichen.

MFG
Christian

[geloescht]

Hallo Chris,

ich habe doch geschrieben dass meine Zeichnung ungenau ist.


Gruß

Alois

[chris11]

Hallo Alois,

sollte keine Kritik sein. Den blauen Punkt um einen Kästchenabstand nach oben schieben, dann stimmt es.

Guten Rutsch
Christian

[Klein-Eli]

Hallo,

wie kommt Ihr auf 24V?
2 LED in Reihe parallel zur Spannungsquelle -> 24V : 2 = 12V
UF einer LED = 12V ?
Oder hab ich einen Denkfehler?

[geloescht]

Hallo Klein Eli,


die Dioden liegen in Reihe zum Widerstand. Bitte beachte den ersten Satz ganz am Anfang unter dem Punkt "Lösungsansatz".

Geuß

Alois

[chris11]

Hallo,

wie kommt Ihr auf 24V?
2 LED in Reihe parallel zur Spannungsquelle -> 24V : 2 = 12V
UF einer LED = 12V ?
Oder hab ich einen Denkfehler?

Die Quelle ist eine Stromquelle von 24mA mit 1KOhm Parallelwiderstand. Die kannst Du umwandeln in eine Spannungsquelle von 24V mit 1KOhm Serienwiderstand. Deren Kennline kannst Du in den Graphen einzeichnen (gibt für beide Fälle die gleiche Gerade)
Bei 0V hat die 24mA und bei 5V noch 19mA, bei 24V 0mA.
Entweder verdoppelst Du den Ast der Einzeldiode nach rechts und bekommst den Arbeitspunkt mit dem Schnittpunkt deiner Spannungsquelle(Alois Lösung)
oder du zeichnest den Graphen einer 500 Ohm Stromquelle ein und bekommst den Arbeitspunkt bei dem Schnittpunkt der einzelnen LED Kennline.

MFG
Christian