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Aufgabenstellung:

Die in Bild a dargestellte Schaltung enthält zwei ohmsch-induktive Verbraucher für die Spannung . Die aufgenommenen Wirkleistungen und die zugehörigen Leistungsfaktoren betragen Die Kapazität des vorhandenen Kondensators und die Versorgungsspannung sollen bei der Frequenz so gewählt werden, dass wird.

 

Welche Werte sind für und erforderlich?

Abbildung

Lösungsweg:

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Bestimmen von und

Für die in der Schaltung fließenden Ströme führen wir die in Bild b eingetragenen Bezeichnungen ein. Aus den Daten der beiden Verbraucher ermitteln wir die Ströme (Verbraucherströme)

Für die weiteren Überlegungen erstellen wir ein Zeigerdiagramm nach Bild c. Wir wählen die Spannung als Bezugsgröße und stellen sie waagerecht dar. Der Strom eilt der Spannung um den Phasenverschiebungswinkel nach. Der Strom eilt um vor. Die geometrische Summe von und muss gleich sein. Den im Zeigerdiagramm eingetragenen Winkel erhalten wir aus

als

Damit wird

Mit diesem Ergebnis finden wir aus die gesuchte Kapazität als

Zur Bestimmung der Spannung berücksichtigen wir, dass die Spannung dem Strom um voreilt. Damit liegt im Zeigerdiagramm die Richtung von fest. Wir erhalten für den in Bild eingetragenen Winkel den Wert

Die geometrische Summe von und muss gleich sein. Somit wird

Den Betrag dieser Spannung erhalten wir also als

Lösung: