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Zielsetzung:
Das Ziel unseres Versuches war es, die RC- bzw. LC- Siebung im Hinblick auf deren Vor -u. Nachteil sowie die Abhängigkeit der Brummspannung zu untersuchen.
Verwendete Geräte/Materialien:
1 Netzteil
1 Spule mit Eisenkern (1600 Wdg.)
1 Oszilloskop
1 Kondensator = 50 F (CL)
1 Kondensator = 25 F (CS)
2 Widerstände à 1 k (davon 1 Rs)
Kabel
Vorgehensweise
Versuch 1:
Die Schaltung für die RC- Siebung sah folgendermaßen aus:
Beobachtung:
Am Oszilloskop ist eine deutliche Ausgleichung der Spannungsschwankung zu beobachten (AC-Modus).
Wir ermittelten also eine deutliche Reduzierung der Brummspannung, aber auch leider der Gleichspannung (4/10) .
Versuch 2
Die Schaltung für die LC- Siebung sah folgendermaßen aus:
Beobachtung:
Wir beobachten diesmal eine nicht so starke Reduzierung, jedoch ausreichende Ausgleichung der Brummspannung. (Durch Erhöhung der Windungszahl wird sie noch stärker gemindert, jedoch dann erhöhter Ohm'scher Anteil, dadurch höherer Spannungsabfall).
Die Spannung fällt erfreulicherweise diesmal nur zu 1/10 ab.
Messergebnisse
UBRSS/ V UBRSS2/ V UL / V
RC-Sieb. 0,6 0,04 6
LC-Sieb. 1 0,1 9
Bei folgenden Größen:
L = 1600 Wdg.
CL = 50 F
CS = 25 F
RS = 1 k
RL = 1 k
U1 ca. 10 V
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Schlußfolgerung
Ziel der Siebung ist es, die Brummspannung möglichst zu dezimieren oder gar auszumerzen (Bild s.u.)
Die Brummspannung ist also die Differenz der Spitze-Spitze Werte der Gleichspannung. Nach der Glättung ist sie noch vorhanden, nach der Siebung jedoch schwindend gering.
Die Brummspannung ist der Wechselspannungsanteil der am Ausgang eines Gleichrichters auftretenden Mischspannung.
Warum der Name Siebung ? Die Siebschaltung wirkt wie ein elektrischer Fillter, die einen bestimmten Frequenzbereich sperrt, einen anderen dagegen durchlässt.
Sie sind auch wie ein Tiefpaß aufgebaut und sollen die Brummspannung veringern.
Die Brummspannung ist abhängig von
- der Kapazität des Ladekondensator
- der Zeit (Frequenz) mit der Ladekondensator aufgeladen wird
- der Größe der Stromentnahme
Die Brummspannung wird umso kleiner
- je größer ihre Frequenz ist
- je kleiner der Laststrom im Verbraucher ist
- je größer die Kapazität des Ladekondensator ist. Die Kapazität kann aber nicht beliebig hoch gewählt werden, da sonst der hohe Ladestrom die Dioden zerstören würde.
Als Siebfaktor bezeichnet man das Verhältnis der Brummspannung UBRSS1 und UBRSS2 einer Siebschaltung.
Kommentar
Alles in allem kann man nicht sagen, die Spule eignet sich besser zur Siebung. Um den gwünschten Siebfaktor zu erreichen, braucht man entsprechend hohe Windungszahlen. (Oder man arbeitet mit hohern Frequenzen z.B. Motherboards). Dadurch haben wir entsprehende Baugrößen. Außerdem sind Spulen teurer in der Anschaffung.
In Sachen Spannungsverlust hat die Spule deutlich die Nase vorn. Sie hat im Gegensatz zum Widerstand einen kleinen Ohm'schen Anteil und somit geringe Verluste. In unseren Messungen vielen in der RC-Schaltung 4/10 der Spannung ab, in der LC-Siebung dagegen nur 1/10 !!!.
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