diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Photo_aus.png b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Photo_aus.png new file mode 100644 index 0000000..a620c77 Binary files /dev/null and b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Photo_aus.png differ diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Photo_ein.png b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Photo_ein.png new file mode 100644 index 0000000..4a3f757 Binary files /dev/null and b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Photo_ein.png differ diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Zeit_a_aus.png b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Zeit_a_aus.png new file mode 100644 index 0000000..70e3fba Binary files /dev/null and b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Zeit_a_aus.png differ diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Zeit_a_ein.png b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Zeit_a_ein.png new file mode 100644 index 0000000..3a0d5ac Binary files /dev/null and b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Zeit_a_ein.png differ diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Zeit_b_aus.png b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Zeit_b_aus.png new file mode 100644 index 0000000..c707297 Binary files /dev/null and b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Zeit_b_aus.png differ diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Zeit_b_ein.png b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Zeit_b_ein.png new file mode 100644 index 0000000..e02bbc2 Binary files /dev/null and b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/Zeit_b_ein.png differ diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/a_aus.png b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/a_aus.png new file mode 100644 index 0000000..702ba1d Binary files /dev/null and b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/a_aus.png differ diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/a_ein.png b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/a_ein.png new file mode 100644 index 0000000..216fa93 Binary files /dev/null and b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/a_ein.png differ diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/b_aus.png b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/b_aus.png new file mode 100644 index 0000000..cbaf62c Binary files /dev/null and b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/b_aus.png differ diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/b_ein.png b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/b_ein.png new file mode 100644 index 0000000..9ac3dda Binary files /dev/null and b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/b_ein.png differ diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/c_aus.png b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/c_aus.png new file mode 100644 index 0000000..616c5b9 Binary files /dev/null and b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/c_aus.png differ diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/c_ein.png b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/c_ein.png new file mode 100644 index 0000000..77beaf0 Binary files /dev/null and b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Bilder/c_ein.png differ diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Versuch1_Peschka_Debray_Jacobs.pdf b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Versuch1_Peschka_Debray_Jacobs.pdf index c200a17..de04851 100644 Binary files a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Versuch1_Peschka_Debray_Jacobs.pdf and b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Versuch1_Peschka_Debray_Jacobs.pdf differ diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Versuch1_Peschka_Debray_Jacobs.tex b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Versuch1_Peschka_Debray_Jacobs.tex index 347ab0e..744b8a2 100644 --- a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Versuch1_Peschka_Debray_Jacobs.tex +++ b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Versuch1_Peschka_Debray_Jacobs.tex @@ -1,4 +1,5 @@ \documentclass[ + fleqn, 12pt, a4paper, ngerman, @@ -62,7 +63,7 @@ \subsection{Versuchsvorbereitung} \begin{figure}[H] - \center + \centering \includegraphics[width=0.7\textwidth] {Bilder/Klappankerrelais.png} \caption{Klappankerrelais} @@ -71,10 +72,10 @@ \paragraph{Elektrisches Schaltbild eines Relais} -Man erkennt anhand der Abbildung 9, dass der Spulenstrom der Spulenspannung unmittelbar folgt. +Man erkennt anhand der Abbildung \ref{fig:Elektrisches_Schaltbild}, dass der Spulenstrom der Spulenspannung unmittelbar folgt. \begin{figure}[H] - \center + \centering \includegraphics[width=0.7\textwidth] {Bilder/Elektrisches_Schaltbild.png} \caption{Elektrisches Schaltbild eines Relais} @@ -84,20 +85,225 @@ Man erkennt anhand der Abbildung 9, dass der Spulenstrom der Spulenspannung unmi \subsection{Kennzeichnende Eigenschaften eines mechanischen Relais} \subsubsection{Spulenwiderstand, Strom und Leistungsaufnahme} -Spulenwiderstand 1a -Spulenwiderstand 1b -Strom -Leistungsaufnahme +Spulenwiderstand $1a = 46\,\Omega$ \\ +Spulenwiderstand $1b = 45\,\Omega$ + +\begin{align} + \label{eq:Strom} + I &= \dfrac{U}{R} = \dfrac{12\mathrm{V}}{45\,\Omega} = 266\,\mathrm{mA} + \\ + \label{eq:Steuerverlustleistung} + P_{mech} &= U \cdot I = 12\mathrm{V} \cdot 266\,\mathrm{mA} = 3,2\,\mathrm{W} +\end{align} + +\subsubsection{Spannungen} + +\begin{tabular}{ll} +Ansprechspannung: & 6,2V \\ +Durchzugsspannung: & 6,6V \\ +Abfallspannung: & 2,8V \\ +\end{tabular} + +\subsubsection{Reale Spule} + +$R_{\mathrm{Cu}}$ = Widerstand des Kupferdrahtes \\ +$R_{\mathrm{Fe}}$ = Eisenverluste beim Ummagnetisieren \\ +Bei der Messung des Widerstandes misst man die Reihenschaltung aus dem $R_{\mathrm{Cu}}$ und dem frequenzabhängigen $R_{\mathrm{Fe}}$.\\ +$L_\sigma$ = Streuinduktivität \subsection{Untersuchungen im Steuerkreis eines mechanischen Relais} +\begin{figure}[htbp] + \centering + % Linkes Bild: Einschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/a_ein.png} + \caption{Einschaltvorgang} + \label{fig:a_ein} + \end{subfigure}\hfill + % Rechtes Bild: Ausschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/a_aus.png} + \caption{Ausschaltvorgang} + \label{fig:a_aus} + \end{subfigure} + % Gemeinsame Bildunterschrift für beide + \caption{Schaltverhalten mechanischer Schalter mit Freilaufdiode.} + \label{fig:messung_1} +\end{figure} + +\begin{figure}[htbp] + \centering + % Linkes Bild: Einschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/b_ein.png} + \caption{Einschaltvorgang} + \label{fig:b_ein} + \end{subfigure}\hfill + % Rechtes Bild: Ausschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/b_aus.png} + \caption{Ausschaltvorgang} + \label{fig:b_aus} + \end{subfigure} + % Gemeinsame Bildunterschrift für beide + \caption{Schaltverhalten mechanischer Schalter ohne Freilaufdiode.} + \label{fig:messung_2} +\end{figure} + +\begin{figure}[htbp] + \centering + % Linkes Bild: Einschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/c_ein.png} + \caption{Einschaltvorgang} + \label{fig:c_ein} + \end{subfigure}\hfill + % Rechtes Bild: Ausschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/c_aus.png} + \caption{Ausschaltvorgang} + \label{fig:c_aus} + \end{subfigure} + % Gemeinsame Bildunterschrift für beide + \caption{Schaltverhalten Quecksilber-Schalter mit Freilaufdiode.} + \label{fig:messung_3} +\end{figure} + + +\subsubsection{Diskussion der Messergebnisse} + +Der kurzzeitige Einbruch des Stromanstiegs in allen Einschaltvorgängen ergibt sich aus dem Zeitpunkt, in dem der Anker und das Joch sich berühren. +In diesem Moment erhöht sich plötzlich die Induktivität der Spule (siehe Abschnitt 2.2.3), was zu einer Gegeninduktion in der Anstiegskurve führt. +Durch das geänderte $L$ steigt auch die Kurve nach dem Einbruch langsamer als vorher. + +Der Ausschaltvorgang läuft mit Diode nahezu identisch, allerdings wird ohne Diode ein Gegenstrom induziert, der die Kennlinie zum Schaltzeitpunkt nach unten zieht. + +\subsubsection{Erläuterung des Gegenstroms} + +Der Gegenstrom resultiert aus der im B-Feld des Jochs gespeicherten magnetischen Energie, die in der Spule eine Gegenspannung induziert. Diese wird in Messung 1 und 3 durch die Diode verhindert. + \subsection{Untersuchungen zum Zeitverhalten eines mechanischen Relais} -\subsection{Untersuchungen zum Zeitverhalten eines elektronischen Relais (Halbleiterrelais)} +\begin{figure}[htbp] + \centering + % Linkes Bild: Einschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/Zeit_a_ein.png} + \caption{Einschaltvorgang} + \label{fig:Zeit_a_ein} + \end{subfigure}\hfill + % Rechtes Bild: Ausschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/Zeit_a_aus.png} + \caption{Ausschaltvorgang} + \label{fig:Zeit_a_aus} + \end{subfigure} + % Gemeinsame Bildunterschrift für beide + \caption{Schaltverhalten des mechanischen Relais.} + \label{fig:zeitbereich_messung_a} +\end{figure} + +\begin{figure}[htbp] + \centering + % Linkes Bild: Einschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/Zeit_b_ein.png} + \caption{Einschaltvorgang} + \label{fig:Zeit_b_ein} + \end{subfigure}\hfill + % Rechtes Bild: Ausschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/Zeit_b_aus.png} + \caption{Ausschaltvorgang} + \label{fig:Zeit_b_aus} + \end{subfigure} + % Gemeinsame Bildunterschrift für beide + \caption{Schaltverhalten des mechanischen Relais mit Vorwiderstand.} + \label{fig:zeitbereich_messung_b} +\end{figure} + +% Skizzen fehlen noch + +\subsubsection{Ansprechzeit, Rückfallzeit und Prellzeit} + +\begin{tabular}{ll} +\multicolumn{2}{l}{\textbf{Ohne Widerstand:}} \\ +Ansprechzeit: & 8ms \\ +Rückfallzeit: & 7,5ms \\ +Prellzeit: & 0,2ms \\ +\multicolumn{2}{l}{} \\ +\multicolumn{2}{l}{\textbf{Mit Widerstand:}} \\ +Ansprechzeit: & 5,5ms \\ +Rückfallzeit: & 4,8ms \\ +Prellzeit: & 0,2ms \\ +\end{tabular} + +Mit Widerstand verkürzen sich sowohl die Ansprechzeit als auch die Rückfallzeit. Die Prellzeit ist mechanisch bedingt und vom Widerstand unabhängig. + +\subsubsection{Erläuterung durch mathematische Beschreibung} + +Der Stromverlauf im Einschaltvorgang lässt sich beschreiben durch: +\begin{equation} + i = \dfrac{U}{R} \cdot \left(1-e^{-\dfrac{t}{\tau}}\right) + = \dfrac{U}{R} \cdot \left(1-e^{-\dfrac{t}{L/R}}\right) +\end{equation} + +Die Vorschaltung eines Widerstandes führt zu einem erhöhten $R$ im Exponenten der e-Funktion. Ein höheres $R$ führt zu einem größeren Exponenten, also einer schneller steigenden Ansprechkurve. +Dies korreliert mit der verkürzten Ansprechzeit. + + +\subsection{Untersuchungen zum Zeitverhalten eines Phototransistors (Elektronisches Relais)} + +\begin{figure}[H] + \centering + % Linkes Bild: Einschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/Photo_ein.png} + \caption{Einschaltvorgang} + \label{fig:Photo_ein} + \end{subfigure}\hfill + % Rechtes Bild: Ausschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/Photo_aus.png} + \caption{Ausschaltvorgang} + \label{fig:Photo_aus} % <-- Label korrigiert, war vorher doppelt vergeben! + \end{subfigure} + % Gemeinsame Bildunterschrift für beide + \caption{Schaltverhalten des Phototransistors} + \label{fig:zeitbereich_messung_c} % <-- Label korrigiert, b war schon vergeben +\end{figure} + +\subsubsection{Fehlen der Freilaufdiode} + +Da es hier keine Induktivitäten gibt, kommt es nicht zum Gegenstrom. Somit wird die Diode nicht mehr benötigt. + +\subsubsection{Vergleich mit 2.4} + +Die Ansprech- und Abfallzeiten gehen gegen 0. Außerdem gibt es kein Prellen der mechanischen Komponenten. + +\subsubsection{Ansteuerverlustleistung} + +\begin{equation} + \label{eq:Ansteuerverlustleistung} + P_{elek} = U \cdot I = 12\mathrm{V} \cdot 5\mathrm{mA} = 60\mathrm{mW} +\end{equation} + +Die Verlustleistung ist mit $60\,\mathrm{mW}$ deutlich kleiner als die $3,2\,\mathrm{W}$ aus Gleichung \eqref{eq:Steuerverlustleistung}. \section{Ausarbeitung} - - \end{document} \ No newline at end of file diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Versuch1_Peschka_Debray_Jacobs_alt.tex b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Versuch1_Peschka_Debray_Jacobs_alt.tex new file mode 100644 index 0000000..5ed3f6d --- /dev/null +++ b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 1/Versuch1_Peschka_Debray_Jacobs_alt.tex @@ -0,0 +1,313 @@ +\documentclass[ + fleqn, + 12pt, + a4paper, + ngerman, + parskip=half, % Erzeugt Abstände zwischen Absätzen statt Einrückungen + numbers=noenddot, % Entfernt Punkte nach den Gliederungsnummern + headsepline % Trennlinie unter der Kopfzeile +]{scrartcl} + +% --- Standards für deutsche Texte --- +\usepackage[utf8]{inputenc} +\usepackage[T1]{fontenc} +\usepackage{babel} +\usepackage{lmodern} +\usepackage{microtype} % Verbessert den Randausgleich und Textfluss + +% --- Layout & Seitenränder --- +\usepackage[left=3cm,right=2.5cm,top=2.5cm,bottom=2.5cm]{geometry} + +% --- Mathematik & Technik --- +\usepackage{amsmath, amssymb} +\usepackage{siunitx} % Professionelles Setzen von Einheiten +\sisetup{ + locale = DE, % Komma als Dezimaltrenner + separate-uncertainty = true, + per-mode = symbol +} + +% --- Grafiken & Verweise --- +\usepackage{graphicx} +\usepackage{float} % Erlaubt [H] für exakte Bildpositionierung +\usepackage{pdfpages} % Zum Einbinden des Deckblatts +\usepackage{subcaption} +\usepackage[hidelinks]{hyperref} % Verlinktes Inhaltsverzeichnis ohne rote Rahmen +\usepackage{csvsimple-l3} + +% --- Kopf- und Fußzeile --- +\usepackage[headsepline]{scrlayer-scrpage} +\pagestyle{scrheadings} +\clearpairofpagestyles +\ihead{Praktikumsbericht -- N. Peschka, L. Debray, C. Jacobs} +\ohead{\pagemark} + +% --- Definitionen für den Text --- +\usepackage[autostyle]{csquotes} % Korrekte Anführungszeichen mit \enquote{} + +\begin{document} + +% 1. Deckblatt einbinden +% Stelle sicher, dass die Datei im selben Ordner liegt wie diese .tex Datei +\includepdf[pages=1]{Deckblatt.pdf} + +% 2. Verzeichnisse +\tableofcontents +\newpage +\listoffigures +\newpage + +\section{Einführung} +\section{Versuchsaufgaben} + +\subsection{Versuchsvorbereitung} + +\begin{figure}[H] + \center + \includegraphics[width=0.7\textwidth] + {Bilder/Klappankerrelais.png} + \caption{Klappankerrelais} + \label{fig:Klappankerrelais} +\end{figure} + +\paragraph{Elektrisches Schaltbild eines Relais} + +Man erkennt anhand der Abbildung 9, dass der Spulenstrom der Spulenspannung unmittelbar folgt. + +\begin{figure}[H] + \center + \includegraphics[width=0.7\textwidth] + {Bilder/Elektrisches_Schaltbild.png} + \caption{Elektrisches Schaltbild eines Relais} + \label{fig:Elektrisches_Schaltbild} +\end{figure} + +\subsection{Kennzeichnende Eigenschaften eines mechanischen Relais} + +\subsubsection{Spulenwiderstand, Strom und Leistungsaufnahme} + +Spulenwiderstand $1a = 46\,\Omega$ \\ +Spulenwiderstand $1b = 45\,\Omega$ + +\begin{align} + \label{eq:Strom} + I &= \dfrac{U}{R} = \dfrac{12V}{45\Omega} = 266mA + \\ + \label{eq:Steuerverlustleistung} + P_{mech} &= U \cdot I = 12V \cdot 266mA = 3,2W +\end{align} + +\subsubsection{Spannungen} + +\begin{tabular}{ll} +Ansprechspannung: & 6,2V \\ +Durchzugsspannung: & 6,6V \\ +Abfallspannung: & 2,8V \\ +\end{tabular} + +\subsubsection{Reale Spule} + +$R_{Cu}$ = Widerstand des Kupferdrahtes \\ +$R_{Fe}$ = Eisenverluste beim Ummagnetisieren \\ +Bei der Messung des Widerstandes misst man die Reihenschaltung aus dem $R_{Cu}$ und dem frequenzabhängigen $R_{Fe}$\\ +$L_\sigma$ = Streuinduktivität + +\subsection{Untersuchungen im Steuerkreis eines mechanischen Relais} + +\begin{figure}[htbp] + \centering + % Linkes Bild: Einschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/a_ein.png} + \caption{Einschaltvorgang} + \label{fig:a_ein} + \end{subfigure}\hfill + % Rechtes Bild: Ausschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/a_aus.png} + \caption{Ausschaltvorgang} + \label{fig:a_aus} + \end{subfigure} + % Gemeinsame Bildunterschrift für beide + \caption{Schaltverhalten Mech. Schalter mit Freilaufdiode.} + \label{fig:messung_1} +\end{figure} + +\begin{figure}[htbp] + \centering + % Linkes Bild: Einschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/b_ein.png} + \caption{Einschaltvorgang} + \label{fig:b_ein} + \end{subfigure}\hfill + % Rechtes Bild: Ausschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/b_aus.png} + \caption{Ausschaltvorgang} + \label{fig:b_aus} + \end{subfigure} + % Gemeinsame Bildunterschrift für beide + \caption{Schaltverhalten Mech. Schalter ohne Freilaufdiode.} + \label{fig:messung_2} +\end{figure} + +\begin{figure}[htbp] + \centering + % Linkes Bild: Einschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/c_ein.png} + \caption{Einschaltvorgang} + \label{fig:c_ein} + \end{subfigure}\hfill + % Rechtes Bild: Ausschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/c_aus.png} + \caption{Ausschaltvorgang} + \label{fig:c_aus} + \end{subfigure} + % Gemeinsame Bildunterschrift für beide + \caption{Schaltverhalten Quecksilber Schalter mit Freilaufdiode.} + \label{fig:messung_3} +\end{figure} + + +\subsubsection{Diskussion der Messergebnisse} + +Der kurzzeitige Einbruch des Stromanstiegs in allen Einschaltvorgängen ergibt sich aus dem Zeitpunkt, in dem der Anker und Das Joch sich berühren. +In diesem Moment, erhöht sich plötzlich die Induktion der Spule (In Abschnitt 2.2.3), was du einer Gegeninduktion in der Anstiegskurve führt. +Durch das geänderte L, steigt auch die Kurve nach dem Einbruch langsamer, als vorher. + +Der Ausschaltvorgang läuft mit Diode nahezu identisch, allein ohne Diode wird ein gegebstrom Induziert, der die Kennlinie zum Schalzeitpunkt nach unten zieht. + +\subsubsection{Erläuerung des Gegenstroms} + +Der Gegenstrom kommt aus der im B-Feld des Jochs gespeicherten magnetischen Enerie, die ind er Spule eine gegenspannung induziert. Diese wird in Messung 1 und 3 durch die Diode verhindert. + +\subsection{Untersuchungen zum Zeitverhalten eines mechanischen Relais} + +\begin{figure}[htbp] + \centering + % Linkes Bild: Einschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/Zeit_a_ein.png} + \caption{Einschaltvorgang} + \label{fig:Zeit_a_ein} + \end{subfigure}\hfill + % Rechtes Bild: Ausschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/Zeit_a_aus.png} + \caption{Ausschaltvorgang} + \label{fig:Zeit_a_aus} + \end{subfigure} + % Gemeinsame Bildunterschrift für beide + \caption{Zeitverhalten Mech. Relais.} + \label{fig:zeitbereich_messung_a} +\end{figure} + +\begin{figure}[htbp] + \centering + % Linkes Bild: Einschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/Zeit_b_ein.png} + \caption{Einschaltvorgang} + \label{fig:Zeit_b_ein} + \end{subfigure}\hfill + % Rechtes Bild: Ausschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/Zeit_b_aus.png} + \caption{Ausschaltvorgang} + \label{fig:Zeit_b_aus} + \end{subfigure} + % Gemeinsame Bildunterschrift für beide + \caption{Zeitverhalten der modifizierten Mech. Relais.} + \label{fig:zeitbereich_messung_b} +\end{figure} + + +% Skizzen fehlen noch + +\subsubsection{Ansprechzeit, Rückfallzeit und Prellzeit} + +\begin{tabular}{ll} +Ohne Widerstand: \\ +Ansprechzeit: & 8ms \\ +Rückfallzeit: & 7,5ms \\ +Prellzeit: & 0,2ms \\ +\\ +Mit Widerstand: \\ +Ansprechzeit: & 5,5ms \\ +Rückfallzeit: & 4,8ms \\ +Prellzeit: & 0,2ms \\ +\end{tabular} + +Mit Widerstand verkürzt sich sowohl die Ansprechzeit, als auch die Rückfallzeit. Die Prellzeit ist Mechanisch bedingt und vom Widerstand unabhängig. + +\subsubsection{Erläuerung durch mathematische Beschreibung} + +Der Stromverlauf im Einschaltvorgang lässt sich beschreiben durch: +\begin{equation} + i = \dfrac{U}{R} \cdot \left(1-e^{-\dfrac{t}{\tau}}\right) + = \dfrac{U}{R} \cdot \left(1-e^{-\dfrac{t}{L/R}}\right) +\end{equation} + +Die Vorschaltung eines Wiederstandes führt zu einem erhöhten R im Exponent der e-Funktion. Ein Höheres R führt zu einem größeren Exponenten, also einer Schneller steigenden Ansprechkurve. +Dies Korreliert mit der verkürzten Ansprechzeit. + + +\subsection{Untersuchungen zum Zeitverhalten eines Phototransistors (Elektronisches Relais)} + +\begin{figure}[htbp] + \centering + % Linkes Bild: Einschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/Photo_ein.png} + \caption{Einschaltvorgang} + \label{fig:Photo_ein} + \end{subfigure}\hfill + % Rechtes Bild: Ausschaltvorgang + \begin{subfigure}{0.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=\linewidth]{Bilder/Photo_aus.png} + \caption{Ausschaltvorgang} + \label{fig:Photo_ein} + \end{subfigure} + % Gemeinsame Bildunterschrift für beide + \caption{Schaltverhalten des Phototransistors} + \label{fig:zeitbereich_messung_b} +\end{figure} + +\subsubsection{Fehlen der Freilaufiode} + +Da es hier keine Induktivitäten gibt, kommt es nicht zum Gegenstrom. Somit wird die Diode nicht mehr benötigt. + +\subsubsection{Vergleich mit 2.4} + +Die Ansprech- und Abfallzeiten gehen gegen 0. Außerdem gibt es kein Prellen der mechanischen Komponenten. + +\subsubsection{Ansteuerverlustleistung} + +\begin{equation} + \label{eq:Ansteuerverlustleistung} + P_{elek} = U \cdot I = 12V \cdot 5mA = 60mW +\end{equation} + +Die Verlustleistung ist mit 60mW deutlich kleiner als die 3,2W aus \eqref{eq:Steuerverlustleistung} + + +\section{Ausarbeitung} + + + +\end{document} \ No newline at end of file diff --git a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs.pdf b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs.pdf index d39cd35..5fc655b 100644 Binary files a/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs.pdf and b/Mechatronische Komponenten MK/Versuch 5/Versuch5_Peschka_Debray_Jacobs.pdf differ