Aufgabe 1 Lösung Aufgabe 2 Lösung Aufgabe 3
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Elektrotechnik/Elektronik für Medieninformatiker Übungsaufgaben Aufgabe 1 Eine Lampe von 30W und 6V soll an eine Spannung von 110V angeschlossen werden. Welchen Wert muss der Vorschaltwiderstand haben? Lösung 36 U2 = Ω = 1, 2Ω P 30 RL UL 6 = = RV UV 104 RL = RV = RL · 104 = 20, 8Ω 6 Aufgabe 2 Ein Spannungsmesser (Drehspulinstrument) hat den Messbereich U1 = 60mV und den inneren Widerstand Ri = 20Ω. Der Messbereich soll auf a) 1,5V, b) 3V, c) 15V d) 75V und e) 300V erweitert werden. Welche Vorschaltwiderstände sind erforderlich? Lösung Anwendung des Spannungsteilers ergibt: R V = Ri Umess 1,5V 3V 15V 75V 300V Umess −1 Umax RV 480Ω 980Ω 4980Ω 24980Ω 99980Ω Aufgabe 3 Ein Messinstrument, dessen Zeiger bei 5mA voll ausschlägt, wenn am System die Spannung U1 = 12mV liegt, soll als Spannungsmesser für die Messbereiche 15mV, 150mV, 1,5V und 15V verwendet werden. 1. Wie groÿ ist der innere Widerstand des Instrumentes? 2. Welche Vorschaltwiderstände sind zu verwenden? 3. Wie groÿ sind die jeweiligen Gesamtwiderstände? 1 Elektrotechnik/Elektronik für Medieninformatiker Übungsaufgaben Lösung 1. Ri = U1 = 2, 4Ω 5mA 2. RV = R i Umess RV 0, 6Ω 27, 6Ω 297, 6Ω 2997, 6Ω Umess Rges 3Ω 30Ω 300Ω 3000Ω 15mV 150mV 1,5V 15V 15mV 3. 150mV 1,5V 15V Umess −1 Umax Aufgabe 4 In der 5,75 km langen kupfernen Speiseleitung einer Straÿenbahn entsteht bei Belastung mit 85A ein Spannungsverlust von 84V. Welchen Querschnitt und Durchmesser hat die Leitung? ( ρCu = 0, 0178Ωmm2 /m) Lösung Der Widerstand der Leitung beträgt: U= 84V U = = 0, 988Ω I 85A Die Widerstandsbemessungsgleichung liefert: R= ρ·l 0, 0178Ωmm2 /m · 5.75km ρ·l ⇒ A= = = 103mm2 A R 0, 988Ω 4·A = 11, 5mm d= π Aufgabe 5 Welchen Querschnitt muss die 35m lange Zuleitung aus Kupfer zu einem Elektroherd mindestens haben, wenn bei der Stromstärke 12A und der Spannung 220V ein Spannungsverlust von höchstens 3% auftreten darf? Lösung Aufgabe 6 Der Widerstand R1 beträgt 50Ω und liegt an einer Spannung von 100V. Ein parallel dazu liegender Widerstand R2 ist von 0Ω bis 100Ω stetig veränderbar. Stellen Sie graphisch dar: 1. den Verlauf des Gesamtwiderstandes in Abhängigkeit von R2 , 2. den Verlauf des Gesamtstroms in Abhängigkeit von R2 . 2 Elektrotechnik/Elektronik für Medieninformatiker Übungsaufgaben Lösung Aufgabe 7 Zu einem Widerstand von 650Ω soll parallel ein zweiter gelegt werden, so dass bei der angelegten Spannung ein Gesamtstrom von 0,2A ieÿt. Wie groÿ sind dieser Widerstand und die Teilströme? Lösung Aufgabe 8 Ein Widerstand beträgt 75Ω.Welche 3 Widerstände müssen parallel dazu gelegt werden, wenn sich die Ströme in den 4 Einzelwiderständen wie 1:2:3:4 verhalten sollen? Lösung Aufgabe 9 Gegeben sind die Widerstände R1 , R2 und R3 . Welchen Wert muss der Widerstand R4 haben, damit der Spannungsabfall U4 ebenso groÿ wird wie U2 ? Lösung Aufgabe 10 Geben Sie die Berechnungsvorschrift für die eingezeichneten Ströme an, wenn die Widerstände R1 , R2 und R3 gegeben sind und U2 = U4 = U bekannt ist. Lösung Aufgabe 11 Eine Lampe soll mit drei Schaltern derart geschaltet werden können, dass folgende Bedingungen erfüllt sind: Die Lampe soll leuchten wenn • mindestens Schalter 1 oder Schalter 3 eingeschaltet sind • maximal nur zwei Schalter eingeschaltet sind 1. Stellen Sie die Wahrheitstabelle auf. 2. Geben Sie die Normalform der Schaltfunktion an. 3. Vereinfachen Sie die Normalform (Karnaugh-Tafel). 4. Geben Sie eine Realisierung der Schaltung mit NOT-, Zweifach-AND und Vierfach-OR-Gattern an. 3 Elektrotechnik/Elektronik für Medieninformatiker Übungsaufgaben Lösung 4
