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Fach: Elektrotechnik 2 (PE)
Datum: 9-Juli-2002
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Matrikelnummer:............................
Dauer: 90 Minuten
Hilfsmittel: Skript, Taschenrechner
Ergebnisse müssen mit erkennbarem Lösungsweg angegeben werden
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1.Aufgabe: Ohmscher Widerstand
Zum Test eines PC-Netzteiles soll für uDC = 5V ein Strom iDC = 20A erzeugt werden. Da ein
passender Belastungswiderstand fehlt, soll er aus Kupferdraht (   0, 017
   mm 
m
2
)
angefertigt werden.
1.1 Zeichnen Sie ein Schaltbild, das die beiden Ausgangsklemmen des Netzteiles, die
Verbindungsleitungen und den Belastungswiderstand zusammen mit den Zählpfeilen für
Spannung und Strom zeigt.
1.2 Welcher Wert des Belastungswiderstandes in Ohm ist für die Aufgabenstellung korrekt?
1.3 Berechnen Sie den erforderlichen Drahtdurchmesser zu Realisierung des Widerstandes,
wenn der Draht eine Länge von 46,2m aufweist.
1.4 Welche Verlustleistung entsteht in dem Kupferdraht?
1.5 Obiger Widerstand wird nun vom PC-Netzteil entfernt und an eine
Wechselspannungsquelle angeschlossen. Welche Effektivwerte und Spitzenwerte von
Spannung und Strom sind dort gültig um die gleiche Verlustleistung wie unter 1.4 zu
erzeugen? Geben Sie die jeweiligen Werte in Gleichungsform an.
1.6 Welche Frequenz muss die Wechselspannungsquelle hierzu aufweisen?
2. Aufgabe: Funktion einer Induktivität – Zündspule beim Ottomotor
Die Induktivität L = 6H soll in folgender
Schaltung an UB = 12V betrieben werden.
S
i
2.1 Geben Sie die Bauelementgleichungen zur
u
UB
L
Verknüpfung von u und i sowohl im
Frequenzbereich als auch im Zeitbereich
an.
2.2 Zum Zeitpunkt t = 0 soll der Schalter S
geschlossen
werden.
Welche
Änderungsgeschwindigkeit des Stromes i (anzugeben in A/s) berechnen Sie?
2.3 In welcher Zeit t1 ab dem Schliessen des Schalters S ist der Strom von 0A auf 2A
angewachsen? Stellen Sie den zeitlichen Verlauf des Stromes in dem vorbereiteten
Koordinatensystem dar.
2.4 Im Zeitpunkt t1 (in dem i = 2A geworden ist) wird der Schalter S geöffnet. Dadurch sinkt
innerhalb Δt = 0,4ms der Strom von 2A auf 0A ab. Berechnen Sie u während der
Abschaltphase des Stromes.
2.5 Bewerten Sie das Ergebnis. Nennen Sie ein weiteres Anwendungsbeispiel für eine
Schaltung dieser Art.
747099775
-1-
Noch: 2. Aufgabe, Koordinatensystem
i/A
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
3. Aufgabe: Übertragungsfunktion
2.5
3.0
t/s
ua
 f   einer Schaltung; Prinzip Spannungsteiler
ue
L
ue
C
Z1
R
ua
Z2
3.1 Ermitteln Sie die Übertragungsfunktion als gebrochen rationale Funktion für  (d. h. ohne
Doppelbrüche).
u
3.2 Ermitteln Sie näherungsweise a jeweils für kleine und für große Werte von .
ue
ua
erhalten Sie für   0 und   ?
ue
3.4 Erläutern Sie Ihre Ergebnisse in Worten und mit einer einfachen der Situation angepassten
Handskizze.
3.3 Welche Werte
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-2-
4. Aufgabe: Transformator für Wechselspannung/Wechselstrom; eine Phase
Der Transformator soll von 230V auf 5V (Effektivwerte) übersetzen. Die zu übertragende
Leistung soll 150W betragen.
4.1 Entnehmen Sie der Tabelle einen in wirtschaftlicher Hinsicht geeigneten Eisen-Kern.
4.2 Skizzieren Sie den Eisen-Aufbau mit einfacher Strichskizze. Wie wird Abfall beim
Stanzvorgang minimiert? Markieren Sie das Wickelfenster durch Schraffur.
4.3 Veranschaulichen Sie wieder mit einfacher Strichskizze, wie die Bewicklung ausgeführt
werden kann.
4.4 Berechnen Sie die primären und sekundären Windungszahlen der
Transformatorbewicklung.
4.5 Begründen Sie, welche Aussage der Tabelle gilt:
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Primärer Draht Ø
Sekundärer Draht Ø

„dick“
„dünn“

„dünn“
„dick“

„gleich dick“
„gleich dick“

„gleich dünn“
„gleich dünn“
-3-