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Eine wahrlich grundlegende Frage zu Widerständen |
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BID = 488344
nonori
Gerade angekommen
Beiträge: 3
Wohnort: Linz
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Guten Abend!
Dies ist mein erster Beitrag und er entsteht aus einer gewissen Not heraus - ich schreibe an einem Spezialgebiet in Physik (Operationsverstärker) und komme da bei einer der einfachsten (wenn nicht sogar DIE einfachste) Formeln nicht weiter.
Es geht um die Herleitung der Formel für die Spannungs-Übertragungskennlinie. Soweit ist mir alles klar, bis auf die eine Erklärung, dass die negative Eingangsspannung plus dem Spannungsabfall am ersten Widerstand RN (also Ie*RN) gleich Null ist. (Im Anhang ist es vielleicht besser ersichtlich  )
Im Prinzip geht es ja garnicht um den Operationsverstärker, es geht vielmehr darum, warum bei dem Widerstand die gesamte Spannung abfällt?
Wenn das so wäre würde UD wirklich Null sein. Soweit klar, aber wie kann der Operationsverstärker eine Spannungsdifferenz verstärken die garnicht anliegt? So gesehen geht es doch wieder um den OP und die Erklärung des virtuellen Nullpunktes. Aber ich frage mich vielmehr warum an dem Widerstand die gesamte Spannung abfällt.
Nur als Beispiel (was mich ja eigentlich verwirrt) denk ich mir immer den Vorwiderstand bei einer LED. Der Widerstand begrenzt die Spannung und den Strom (oder begrenzt die LED eines der beiden?). Wieso ist das dann hier nicht der Fall?
Ich weiß, ziemlich dumme Frage... und im Angesicht eines Spezialgebietes wirft es in mir ziemliche Zweifel auf 
Ich hoffe mir kann hier geholfen werden,
MfG |
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BID = 488350
Otiffany
Urgestein
Beiträge: 13782
Wohnort: 37081 Göttingen
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BID = 488351
Racingsascha
Schreibmaschine
Beiträge: 2247
Wohnort: Gundelsheim
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Der OP will seinen Ausgang immer so regeln, dass zwischen seinen Eingängen 0V Spannungsdifferenz herrscht. Angenommen Rf und Rn sind gleich groß. Wenn jetzt am Eingang +1V anliegt, dann geht der OP-Ausgang auf -1V, somit liegt der Mittelpunkt des Spannungsteilers und auch der Invertierende Eingang auf 0V, genauso wie der Invertiernde Eingang, also deltaU = 0.
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Fnord ist die Quelle aller Nullbits in deinem Computer.
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Fnord schläft nie.
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BID = 488365
GeorgS
Inventar
Beiträge: 6440
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Hallo nonori,
was dir anscheinend große Probleme macht,
(ging mir auch mal so) sind die immer
exakt 0 Volt am Eingang, egal wie der
Opamp am Ausgang strampelt.
Das ist schlicht nicht wahr für einen realen Op.
Bei einem realen Opamp mit Spannungsverstärkung
1000 z. B. ist die Eingangsspannungsdifferenz
1/1000 der Ausgangsspannung.
Nur beim Idealen Opamp mit Spannungsverstärkung
unendlich gilt das oben gesagte.
Bei ihm bleibt nur eine differentielle Eingangsspannungsdifferenz.
Die Frage, woher der Ausgang bei diesem idealen Op weiß,
was er tun soll, ist eine Frage aus dem Reich der
Mathematik, nicht der Physik.
Die Gleichungen des idealen Verstärkers sind halt
wesentlich einfacher zu handhaben, und bei den
riesigen Verstärkungen heutiger Op meist ohne
merklichen Fehler anwendbar.
Gruß
Georg
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BID = 488377
nonori
Gerade angekommen
Beiträge: 3
Wohnort: Linz
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Dankeschön für die flotten Antworten. Wikipedia hab ich gelesen, aber es löst mein Problem nicht ganz.
GeorgS' Erklärung hat mir durchaus geholfen, aber eine Frage bleibt immernoch:
Warum begrenzt ein Vorwiderstand bei einer LED Spannung und Strom (so in der Schule gelernt *gg*) und bei OP Anwendungen "nur" plötzlich garnichtsmehr? Ich blick grade garnichtmehr durch, entschuldigt 
MfG
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BID = 488384
PhyMaLehrer
Schriftsteller
Beiträge: 911
Wohnort: Leipzig
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Die LED ist mehr oder weniger "nur" ein nichtlinearer Widerstand, der mit seinem Vorwiderstand einen Spannungsteiler bildet.
Der Operationsverstärker hingegen ist ein aktives Bauelement, das, wie gesagt, seine Ausgangsspannung so einregelt, daß die Differenz zwischen den beiden Eingängen nahezu Null wird. Der Strom wird allerdings insofern begrenzt, als in dieser Schaltung, in der der nicht-invertierende Eingang an Masse liegt, IE = UE / RN ist. Bei größeren oder kleineren Werten von RN ist auch IE kleiner oder größer.
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BID = 488435
Racingsascha
Schreibmaschine
Beiträge: 2247
Wohnort: Gundelsheim
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An einer LED in Durchlassrichtung liegt immer etwa die gleiche Spannung an, (fast) egal wieviel Strom durch sie fiesst. Der Vorwiderstand begrenzt nur den fliessenden Strom, nicht die Spannung! Deswegen darf man Leds nie ohne Vorwiderstand betreiben, es würde ein quasi unbegrenzeter Strom fliessen, erst der Innenwiderstand der Spannungsquelle würde ihn einbremsen.
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BID = 488463
sam2
Urgestein
Beiträge: 35321
Wohnort: Franken (bairisch besetzte Zone)
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Für das Aufstellen der Formeln einer Schaltung mit OP gibts ne simple, aber wirkungsvolle Eselsbrücke.
Betrachte einfach:
1) im Hinblick auf die Ströme die Eingänge als intern offen
2) im Hinblick auf die Spannungen die Eingänge als intern kurzgeschlossen
Rest ist Standard.
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"Das Gerät habe ich vor soundsoviel Jahren bei Ihnen gekauft! Immer ist es gegangen, immer. Aber seit gestern früh geht es plötzlich nicht mehr. Sagen Sie mal, DA STIMMT DOCH WAS NICHT???"
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BID = 488490
nonori
Gerade angekommen
Beiträge: 3
Wohnort: Linz
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Ok, dankeschön. Habt mir wirklich sehr geholfen!
Hoffe ich muss euch nicht allzu bald wieder mit solchen "basics" nerven
Tolles Forum (dank euch) jedenfalls! 
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BID = 489264
high_speed
Schreibmaschine
Beiträge: 2073
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Zitat :
sam2 hat am 6 Jan 2008 21:26 geschrieben :
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..
Betrachte einfach:
1) im Hinblick auf die Ströme die Eingänge als intern offen
2) im Hinblick auf die Spannungen die Eingänge als intern
kurzgeschlossen
..
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Diese Verallgemeinerung ist sehr gefährlich!
Sie ist für viele Fälle gültig, aber Ausnahmen gehören ja auch zur
Regel.
Diese Betrachtung ist nur in den Fällen gültig, in denen der OP durch
die externe Beschaltung rückgekoppelt ist und wenn er durch die
Versorgung am Ausgang auch die Spannung erreichen kann.
In allen Anderen Fällen trift diese Vereinfachung nicht zu!
https://forum.electronicwerkstatt.d.....44509
MfG
Holger
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George Orwell 1984 ist nichts gegen heute.
Der Überwachungsstaat ist schon da!
Leider lernen die Menschen nicht aus der Geschichte,
ansonsten würde sie sich nicht andauernd wiederholen.
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