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-DC-
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Beitrag von -DC- » 23.02.2005 16:33

hab mal ne neue klausur angefangen

http://www.fsr.et.tu-dresden.de/studserv/sem1/etI93.pdf

1a)

Rth=dv / Pth -> Pth = (120-30°C) / ( 35+2 K/w )
Pth = 2,4 W
jetzt sind da aber 2 bauelemente drauf, also *2 -> Pth=4,86 W

1b)
Pth=4+5W=9W
2+x=90k / 9W

x= 8k/w ->Kühlkörper 1

1c)
7+2=9 k/w =Rth
9K/W* 9 W =81K=x-30
x=111°C
-> Tmax =111°C


fortsetzung folgt
- Editiert von Der mit den Elektronen tanzt am 23.02.2005, 16:39 -
- Editiert von Der mit den Elektronen tanzt am 23.02.2005, 16:45 -
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Beitrag von -DC- » 24.02.2005 11:00

2a )
U (t) = (Uo/ t1 ) * t 0 t1
I(t) = (Io / (t1)^2 ) * t^2 0 kann man das einfach wegalssen ? )
W(t) = 1/4 * ( (Io*Uo) / (t1)^3 ) * t^4
W= 1/4 *Uo*Uo*t1
c)
Q = I*t
Q1 = Int von 0 bis t1 ( I(t) dt )
Q2 = Io* (t-t1)
Q(t) = 1/3 * ( Io / (t1)^2 ) *t^3 + Io* (t-t1)
Q= 1/3 * Io* t1 + Io * (t2-t1)
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Beitrag von biotonne » 24.02.2005 12:10

Also ich habe zu 1. folgende Gedanken:

Die FETs sind auf einem Chip, dann müssten die Rth beider doch parallel sein, oder? Dann würde sich bei mir Pv=2,5 W ergeben.

b1) Müsste nicht der größer dimensionierte Kühlkörper eingesetzt werden?
Mit Rth=10K/W ergibt sich bei mir eine Oberflächentemp von 120°C.

Bei 2. hab ich das gleiche Q=4/3 Io*t1 (zusammengefasst)
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Beitrag von -DC- » 24.02.2005 12:13

ich denke eher das man die beiden getrennt betrachten sollte weil ja jedes für sich seine abwärme produziert

bei der auswahl der kühlkörper war ich mir nicht sicher , welcher nun der bessere sei aber du hast es ja auch anderes berechnet
also 10K/w führt mehr wärme ab als 7k /w ????
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Beitrag von biotonne » 24.02.2005 12:30

Denkfehler, der 7 K/W ist besser geeignet, dann komme ich auf
To= T0+Pv * Rth (Kühlkörper) = 93°C

Bei 1.a muss ich nochmal nachdenken.
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Beitrag von biotonne » 24.02.2005 12:37

Zu 1.a
Ich glaube, dass 2,43 W richtig sind. Denn ich definiere mir als Bauelement den Chip mit den beiden FETs und nicht die einzelnen FETs für sich.
Und Rthi bezieht sich von der Sperrschicht des Chips auf das Gehäuse.

Würde gerne aber mindestens noch eine dritte Meinung hören!!
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Beitrag von -DC- » 25.02.2005 17:19

so, dann wolln mer mal weitermachen:

1a) würde ich noch sagen:
da steht \"Für das Bauelemet\" gelten folgende daten, und damit ist wahrsch wohl der geammte ic gemeint und so sind die wiederstände für beide gleich mit berechnet, also Pth = 2,4 W
*deinem letzten Post zustimm*

3b) da hab ich 618,6 Ohm (bei anderen ergebnissen kommt Lösungsweg noch ;)
3c) P=1,36 mW

4. U10 * (G1+G2) +U20 * (-G2)=Io
U10* (Gm-G2) + U20 * (G3+G2)=0
U10=4V
U20=-2V

4c) Ri =666,7 Ohm

4d) kommt hin wenn man die 2. gest. quelle negativ nimmt

5)
I(U) = -(Ik / UL^2) *U^2+Ik
P(U) =-(Ik / UL^2) *U^3+Ik*U
5b)
P(U) / Po = -x^3+x (x=U / UL)
-> grafische darstellung ist doch die von -x^3+x oder ?
5c) P= I(U)* U
P`(U) =-3*(Ik / UL^2) *U^2+Ik=0
Umax= (UL / wu 3)
Pmax=2/3 * (1/ wu 3) * UL * Ik
5d)
R= (3* UL) / (2* wu3 *Ik)
-------------------------------------->>> Und wie jetzt weiter ?

so, schluss für heute !
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Beitrag von biotonne » 25.02.2005 19:03

Meine Lösungen:

3.b Ra = 202,02 ohm oder mit Näherungsansatz = 200 ohm
c editiert: Pa= 196,1 µW

Als Zwischenergebnis für die Ersatzschaltung habe ich Ri =10 k und Ul = 20 V

4.b)
U10 = 4V U20= -2V

c. Rab= 400 ohm

d Pges = 56mW

5. Nst 0; 1 (-1 entfällt)
HP bei ( Ul* sqrt (1/3); 0,38 )
=> Um = Ul * sqrt(1/3)

d) Rm= 3/2 Um/Im
g(Um)= -2 Ik / 3 Um => - r(Um) =Rm w.z. zeigen w.
- Editiert von biotonne am 26.02.2005, 10:13 -
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Beitrag von -DC- » 26.02.2005 12:41

ok du hast recht bei 3b und c da hatte ich das total falsch gerechnet

aber bei 4c mußt du doch die quellen deaktivieren und dann den innnenwiederstand ausrechnen, oder sehe ich das falsch
damit kommt man auf RI =( (R3+R2)*R1) / (R3+R2+R1) =2000/3 = 666,7 Ohm

und bei Pges mußt du ja auf 0 kommen weil ja summe der quellen gleich der Summe der an den Wiederständen hängen geblieben Leistung sein muß.

bei 5 kannste da mal genau sagen wie du auf die 3/2 bei Rm= 3/2 Um/Im kommst ?
muß das net nur Rm=Um/Im sein und dann jeweils das für Um und Im eingesetzt ?

Es grüßt und dank für die Korekturen der falk
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Beitrag von biotonne » 26.02.2005 12:45

4.
Schau ich mir noch mal an, vll hab\' ich mich verrechnet.
Mit Pges meinte ich eigentlich die Summe der erzeugten Leistung bzw. der verbrauchten, also insgesamt Null.

5. Rm= Um/Im = 3/2 Um/Ik , sorry habe mich da oben nur verschrieben.
Kannst natürlich auch zeigen, dass r(Um)= -Um/Im ist.
- Editiert von biotonne am 26.02.2005, 12:58 -
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Beitrag von cncgott » 27.02.2005 01:31

hab ne frage zu 3c

bei 3b jkomm ich auch auf 202 ohm widerstand
zu 3c P= U *I = 0,4V * 1,98 mA = 0,792 mW (mit 200 ohm wietergerechnet)

oder lieg ich völlig falsch?

cnc

macoio
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Beitrag von macoio » 27.02.2005 09:05

1.a) würd ich auch P=2,43W sagen

noch ein letzter Hinweis zur 1b1) @Elektronentänzer
[quote]
1b)
Pth=4+5W=9W
2+x=90k / 9W

x= 8k/w ->Kühlkörper 1[/quote]

90K/9W=10K/W, da hast du dich nur verrechnet ;-)

2.a) Vielleicht sollte man sicherheitshalber auch noch hinschreiben das U(t) und I(t) bei t kann man das einfach wegalssen ? )[/quote]
nee, das musst du mit hinschreiben

2.c) hab ich auch so, aber vielleicht sollte man den Funktionsverlauf von Q(t) wieder in Intervallen darstellen, oder ist nur der Endwert ausreichend?

3,)a) Könnte nochmal jemand aufmalen wie das exakt auszusehen hat?

3.b) Ich hab hier als Ri 20000 ohm woraus sich dann nen Ra von 198 ergibt?
- Editiert von macoio am 27.02.2005, 10:23 -

meddle
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Beitrag von meddle » 27.02.2005 11:28

Naja, ihr kennt das ja schon :-):

Seite 1
Seite 2
Seite 3

Byebye jens

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Beitrag von -DC- » 27.02.2005 17:06

@ meddle :
bei 5c) Umax hast du was anderes als biotonne als biotonne/ich , kann aber auch nicht erkennen was da bei wem falsch ist.

und bei 1.b2
warum rechnest du als Rth nur die 7 K/W und nicht auch noch die 2 K/w vond er sperrschicht zum gehäuse dazu ?
damit kommt mann dann auf 9*(7+2) +30 =111°C

gruß falk
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Beitrag von Maiko » 28.02.2005 11:19

@ Meddle

Glücklicherweise habe ich komplett dasselbe raus wie du, nur bei zwei Teilaufgaben geringfügige Abweichungen.
Ich hoffe deshalb, dass unsere Lösungen richtig sind, da oben ja teilweise doch andere Ergebnisse nachzulesen sind.

Du hast 3.c vergessen! Mich würde nur mal interessieren, ob ich da das richtige raus habe.

Mal eine Frage zu 4d:
Meddle kommt ja auf das richtige Ergebnis. Damit wird seine Rechnung auch richtig sein.
Als ich die Klausur gerechnet habe, habe ich die Leistung der Erzeuger, hier Stromquellen, ausrechnen wollen.
Aufgrund der Existenz der Formel P=U*I habe ich mir überelegt, die Stromquellen jeweils in Spannungsquellen umzuwandeln.
Bsp. mit Iq:
Uq = Iq * R1 = 10 V
Piq = 10 V * 0,010A = 0,10 W

Ist das eigentlich nicht logisch?? Kann mir jmd. erklären, warum das falsch ist?
Leider gleichen sich bei mir die Leistungen dann aber zum Schluss nicht aus, wenn ich die Leistung der anderen Stromquellen ebenso berechne und dann mit den Leistungen an den Verbrauchern vergleiche.
- Editiert von Maiko am 28.02.2005, 11:49 -
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Beitrag von Maiko » 28.02.2005 11:45

@ Meddle

Noch etwas ;-)

Hätte mal eine Frage zu 5.c :
Ich komme hier auf das selbe Ergebnis wie biotonne oben für Umax. Komischerweise kommen wir aber auf diesselbe Pmax.

Ich habe die Gleichung für P(U) abgeleitet und dann das lokale Max. bestimmt, welches lautet: U=sqrt(1/3) * UL

Danach habe ich dieses U in P eingesetzt und gekürzt. So bin ich dann auf dasselbe Pmax gestoßen.

Kritik erwünscht!!
- Editiert von Maiko am 28.02.2005, 11:51 -
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Beitrag von Koala » 28.02.2005 18:41

So also 1. a) 2,43W
1.b1) 7K/W mit 111°C als Vj
1.b2) bin ich mir absolut nicht sicher, ich denke es ist die temperatur des Gehäuses? also zwischen den beiden thermischen Widerständen? deltaV über den gesamten widerstand ist 81K bei 30°C außen sind das also 111°C im inneren des Chips, wenn man wissen will wie warm der Kühlkörper ist geht man da von 120°C aus oder von wo? Vom Gehäuse bis ins innere des Chips fallen 18K ab! Dann fallen ja bis zur Umgebung, hier 30°C noch 63K ab?! bei 111°C wären das 30°C aber ist ja irgendwie net richtig??

Im Endeffekt bin ich bei 102°C vgl. ET-Hefter Vorlesungsbeispiel Transistor Bemessungsbeispiel
Da ist Temp. des Kühlkörpers, vor dem Rth des Kühlkörpers!!
- Editiert von Krümelmonster am 28.02.2005, 18:47 -
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Beitrag von jimbo » 28.02.2005 20:33

bei 4c hab gedacht, man darf nur die unabhängigen Quelle deaktivieren, ( Zweipoltheorie mit gesteuerten Quellen) ich habe auch 400ohm rausgerechnet.

Koala
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Beitrag von Koala » 28.02.2005 21:28

okay hab noch Lösungen zu 3. gefunden
a) Ra nach R4 schalten
b) Ik = 2mA
Ra = 200 ohm (198,019...)
Pa = 0,784mW
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Beitrag von ertt » 01.03.2005 12:34

hm,
ich hab nochma ne kurze frage, zu 3b)
kann mir einer mal sagen, warum der Ra in reihe mit R4 geschaltet is?
das is doch der innenwiderstand des strommessers, oder (?), und ja dann
parrallel zum strommesser...
habe angenommen, dass er dann auch parallel zu R4 is...

danke, ertt
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Beitrag von Koala » 01.03.2005 12:40

@ ertt Naja, also strommesser wird ja in reihe geschalten, und der innenwiderstand des stromesser, ist der stromesser, im übertragenen sinne. die schaltung kann man ja nach R4 aufteilen und und dort den widerstand reineumeln.

Wenn du den lunze hast, kannst du auch mal unter zweipoltheorie schaun, da sind 2 schaltungen einmal mit spannungsmesser und einmal mit strommesser!

ich hoffe ich konnte dir helfen
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Beitrag von ertt » 01.03.2005 13:36

ich depp...
na klar. hab mich nur ma wieder zu dusselig angestellt...

danke!
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Beitrag von Jazz » 01.03.2005 13:41

Moin,
hab nen paar Fragen:
1b) beim Kühlkörper: muss ich da immer den nächst kleineren nehmen um die stärkste kühlung zu erhalten??
4c) könnt ihr mal die Rechnung aufstellen, die 2/3 Kohm sind nämlich flasch (wg gest. Quelle), aber ich weiß nicht wie ich es anders rechnen kann!
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Beitrag von macoio » 01.03.2005 14:01

@jazz
zu 1b) Ja das stimmt, denn je kleiner der thermische Widerstand desto besser kann die Wärme wegfliegen und desto weniger probs mit der Wärme hast du

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Beitrag von Stormbreaker » 01.03.2005 15:15

Aber wenn doch R_th = DeltaTeta/P_L und somit P_L = DeltaTeta/R_th, dann würde der Wärmestrom P_L doch kleiner, wenn der thermische Widerstand höher wäre?
Einerseits kann ich verstehn was du meinst macoio, die Wärme wird schneller abgeführt. Andererseits kann doch mit höherem R_th gar keine höhere Wärme entstehen?
Einen Tag nachdem Bundespräsident Köhler in China war, wird zB der Bau einer Transrapidstrecke über 750km abgesagt. Dieses Jahr, vor wenigen Wochen ist das ThyssenKrupp-Siemens-Konsortium getrennte Wege gegangen. Dies kann und darf nicht sein und genau deshalb nehme ich ab jetzt das Ruder in die Hände!

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