Verlustleistung OPV < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 17:07 Sa 24.05.2008 | | Autor: | KDE |
| Aufgabe | Gegeben ist folgende Schaltung(siehe bild)
[Dateianhang nicht öffentlich]
wobei Ia=0...1A
Ua=5V
Uv=12V
und Versorgungsspannung ebenfalls mit 12V
a)Berechnen Sie die Verlustleistung der Schaltung
b)Berechnen Sie die Verlustleistung des OPV
c)Berechnen Sie die Verlustleistung des Transistors
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Hallo!
Ich arbeite momentan an dieser Aufgabe ich komme aber bei den punkten a) und b) nicht weiter. ich habe schon überall nachgesehen aber ich finde nichts über die verlustleistung eines opv's. der punkt c) ist trivial nur komme ich nicht auf den punkt b) und punkt a). Ich hoffe ihr könnt mir mit einem ansatz weiter helfen. Vielen dank!
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 16:15 So 25.05.2008 | | Autor: | Infinit |
Hallo KDE,
die Aufgabe ist schon etwas komisch gestellt, wie mir scheint. Das Ganze ist ja ein nicht-invertierender OpAmp, gefolgt von einem Transistor in Kollektorschaltung, dessen Spannungsverstärkung bekanntlicherweise circa 1 ist. Es fallen am Ausgang ja nur 5 V ab, die Kollektor-Emitter-Spanung ist demzufolge 7 V und bei einem Ausgangsstrom von 1A hat man eine Verlustleistung von 7 W. Der Verstärkungsfaktor des OpAms ist ja [mm] 1 + \bruch{R_1}{R_2} [/mm] und liegen am Eingang der Schaltung 12 V an, es kommen aber am Ausgang nur die besagten 5V an, so komme ich hier schon ins Grübeln, denn das geht eigentlich nur mit einem negativen Widerstandsverhältnis.
Der Eingangswiderstand des Transistors ist um den Stromverstärkungsfaktor größer als die Summe von R1 und R2 und belastet somit den OpAmp nicht wesentlich. Nichtsdestotrotz, das negative Widerstandsverhältnis gibt mir ein Rätsel auf. Überprüfe doch bitte noch mal die Daten.
Viele Grüße,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 19:23 So 25.05.2008 | | Autor: | KDE |
Hallo Infinit,
Die Aufgabe habe ich einer Bsp-Sammlung unserer Fachschaft entnommen, ich werde mich erkundigen mal erkundigen, allerdings glaube ich du hast absolut recht es ist eigentlich sofort ersichtlich dass da etwas nicht stimmt! Vielen Dank für deinen Hinweis.
Mich würde allerdings mal zur Theorie interessieren wie man genau die Verlustleistung des OpAmp bestimmt? Wenn man den Verstärkungsfaktor bestimmt, in diesem Fall des Elektrometerverstärkers kann man an Hand des Verhältnisses feststellen ob die Eingangsspannung mit diesem Faktor verstärkt ist und am Ausgang liegt. Falls jetzt nicht die volle verstärkte Spannung anliegt ist die Differenz die Spannung die in die Verlustleistung einfällt, oder?
Und wie sieht das dann mit der Verlustleistung der gesammten Schaltung aus? Muss man sich das so vorstellen dass man OpAmp-Verlustleistung und Transistor-Verlustleistung addiert? Vielen vielen Dank für die rasche Antwort!
Liebe Grüße,
KDE
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:42 Mo 26.05.2008 | | Autor: | Infinit |
Hallo KDE,
ich würde Dir ja gerne eine eindeutige Antwort auf Deine Frage geben, wie es mit der Verlustleistung des OpAmps aussieht, aber das Ganze hängt von der Definition ab, wie man eine Verlustleistung beschreiben will. Beim Transistor ist die Sache noch ziemlich eindeutig, es fällt eine nicht weiter nutzbare Spannung über der Kollekor-Emitter-Strecke ab und es fließt ein Strom dabei, das Produkt aus beiden Größen ist eine Verlustleistung. Wie will man so etwas ähnliches bei einem OpAmp machen, von dem man nichts Näheres weiss. Klar, auch der OpAmp setzt sich aus Transistoren zusammen und mann ähnliche Betrachtungen wie bei einem Transistor auch für die Transistoren im OpAmp machen, deren Charakteristika kennt man jedoch meist nicht und damit kommt man dann auch nicht weiter. Man kann den Aussteuerbereich des OpAmps eventuell zur Definition hinzuziehen. Bei 12V Betriebsspannung und einem 12V Eingangssignal werden die Transistoren des OpAmp mit sehr großer Wahrscheinlichkeit voll durchgesteuert und damit wäre die Verlustleistung in Bezug auf die Betriebsspannung Null. Was man also machen könnte zur Definition der Verlustleistung eines OpAmps, ist, wie beim Transistor, die Spannungsdifferenz zwischen Betriebsspannung und maximaler Ausgangsspannung zu nehmen und diese mit dem Ausgangsstrom zu multiplizieren. Dies ist jetzt meine eigene Definition und ich muss zugeben, dass ich so etwas bisher in der Praxis noch nicht gehört habe.
Wo Du jedoch Recht hast, ist Deine Vermutung, dass sich die Verlustleistungen solcher Einzelkomponenten addieren. Das stimmt, denn die zugrunde liegenden thermischen Prozesse sind statistisch unabhängig voneinander und ihre Leistungen lassen sich demzufolge addieren.
Alles in allem scheint es mir, dass diese Aufgabe mehr Fragen aufwirft als dass sie Lösungen bereitstellt.
Viele Grüße,
Infinit
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