50Ω Lernplattform für Amateurfunk

Lösungsweg: AD302

Frage: Berechnen Sie für diese Schaltung die Leerlaufspannung an den Klemmen A - B.

1) Kurzbeschreibung: Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit zwei horizontalen Leitern; links Transformator mit Primärwicklung an zwei Anschlusspunkten „230 V“ und einer Wellenlinie; von der Sekundärwicklung („15 V“ und Wellenlinie) zwei horizontale Leiter abgehend; im oberen horizontalen Leiter eine Diode; rechts davon Ableitung über einen Kondensator zum unteren horizontalen Leiter; beide horizontalen Leiter mit Anschlusspunkten „A“ (oben) und „B“ (unten).

2) Ausführliche Beschreibung: Die Abbildung besteht aus einem Schaltplan in rechteckiger Leitungsführung mit zwei horizontalen Leitern. Im linken Teil des Schaltplans befindet sich ein Transformator mit zwei Anschlusspunkten für die Primärwicklung, beschriftet mit „230 V“ und einer Wellenlinie. Die Sekundärwicklung ist mit „15 V“ und einer Wellenlinie beschriftet. Von hier gehen zwei horizontale Leiter nach rechts ab. Im oberen Leiter ist eine Diode (nach rechts zeigendes Dreieck mit senkrechter Linie an der Dreiecksspitze) eingefügt. Rechts davon gibt es eine Ableitung über einen Kondensator (zwei horizontale Linien, die obere mit „+“ beschriftet) zum unteren horizontalen Leiter. Beide horizontalen Leiter enden rechts mit den Anschlusspunkten „A“ (oben) bzw. „B“ (unten).

Lösung: Zirka 21 V

Die Schaltung besteht aus einem Transformator, einer Diode und einem Glättungskondensator. Der Transformator liefert eine Wechselspannung von $\qty{15}{\volt}$ Effektivwert.

Der Kondensator lädt sich über die Diode auf den Spitzenwert der Wechselspannung auf. Dazu muss der Effektivwert in den Scheitelwert umgerechnet werden:

$$ \hat{U} = U_{\mathrm{eff}} \cdot \sqrt{2} $$

Damit ergibt sich:

$$ \hat{U} = \qty{15}{\volt} \cdot \sqrt{2} \approx \qty{21,2}{\volt} $$

Die Durchlassspannung der Diode wird hier näherungsweise vernachlässigt. Der Kondensator speichert somit ungefähr die Spitzenspannung der Wechselspannung.

Die Leerlaufspannung zwischen A und B beträgt daher ungefähr:

$$ U_{AB} \approx \qty{21}{\volt} $$