Übungsblatt 1 - Dr. Andreas M. Seifert

„Grundlagen der Elektrotechnik l“ – Übungsblatt 1
Dr. Andreas M. Seifert (Version 06.12.2016)
Aufgabe 1:
A
C
10 V
UAE
UCE
UAD
40 V
E
UCD
UCB
10 V
16 V
B
D
Eine größere elektronische Schaltung habe 5 Klemmen (bezeichnet mit A, …, E), an denen Messleitungen
angeschlossen werden können. Die Spannungen zwischen A und B, A und C, E und D, D und B wurden
bereits ermittelt. Es ergaben sich U AB  40 V , U AC  U ED  10 V , U DB  16 V .
Berechnen Sie die Spannungen U XY zwischen den Klemmen X und Y: U AD , U AE , U CB , U CD , U CE .
Aufgabe 2:
Im dargestellten Schaltungsausschnitt sind
die Ströme I 2  4 A , I 3  12 A und die
R4
I4
I5
UAB
R2
R1
A
I2
I1
U5
B
R3
I3
Spannung U5  4 V bekannt, außerdem die
Widerstände R1  2  , R 2  1  und
R 3  2  , R 4  4  . a) Berechnen Sie I1 .
b) Berechnen Sie U AB .
c) Berechnen Sie I 4 .
Aufgabe 3:
Stellen Sie für die unten abgebildete Schaltung die drei Knotengleichungen und die drei
Maschengleichungen auf. Bitte beachten Sie den vorgegebenen Umlaufsinn der Maschen.
K1
I1
I2
R1
M1 R2
Ue1
K2
R6
M3
I3
K3
I6
R3
R4
R5
M2
I4
I5
Ue2
Ue3
Aufgabe 4:
Stellen Sie für die unten abgebildete Schaltung eine Knotengleichung und zwei Maschengleichungen auf,
und berechnen Sie die Ströme I1 , I 2 , I 3 sowie die Spannungen über den Widerständen, und überprüfen Sie
die Gültigkeit der Maschenregel.
K
I1
I2
I3
R1
R3
M1
R2
M2
Ue1
Ue3
20 V
16 V
R1
R2
R3
10 
12 
20 
Datensatz lfd. Nr. 617
Ue1
Ue3
Aufgabe 5: Berechnen Sie für die folgenden Zweipole den Gesamtwiderstand:
R1
R1
R1
R2
R2
5.1
R2
R3
5.2
5.3
R 1  68 
R 2  47 
R 3  180 
R 4  220 
R1
R2
R3
R 5  100 
R5
R4
5.4
Aufgabe 6:
Berechnen Sie den Gesamtwiderstand der neben
stehenden Schaltung jeweils für a) offenen und für b)
geschlossenen Schalter S.
Es ist dabei R 1  100  , R 2  470  , R 3  680  ,
R 4  330  .
R1
R3
S
R2
R4
Aufgabe 7:
a) Ein Widerstand R  680  soll durch Reihenschaltung mit einem Widerstand R X so vergrößert werden,
dass sich ein Gesamtwiderstand R ges  1 k ergibt.
b) Ein Widerstand R  680  soll durch Parallelschaltung mit einem (anderen) Widerstand R X so weit
verkleinert werden, dass sich ein Gesamtwiderstand R ges  470  ergibt.
Berechnen Sie jeweils den Wert von R X .
Aufgabe 8:
Berechnen Sie für das folgende Widerstandsnetzwerk den Gesamtwiderstand zwischen den Klemmen A und
B. Es ist dabei:
R1
R2
R3
R4
R5
R6
R7
R8
R9
R10
30 
40 
20 
200 
280 
60 
10 
50 
130 
90 
R1
A
R4
R2
R5
R6
R8
B
R3
R7
R9
R10
Aufgabe 9:
Die beiden abgebildeten Schaltungen (symmetrische Dreieckschaltung, symmetrische Sternschaltung) sind
austauschbar, wenn die Widerstände richtig gewählt werden. Nehmen Sie an, dass R d  90  beträgt. Wie
groß muss dann R s sein, wenn nach außen hin nicht erkennbar sein soll, ob es sich um eine Dreieck- oder
um eine Sternschaltung handelt? Tipp: Durch welche Messung würden Sie die Äquivalenz der Schaltungen
überprüfen?
A
A
3 × Rs
3 × Rd
B
C
B
C
Aufgabe 10:
a) Berechnen Sie den Vorwiderstand R V , um eine Glühlampe (Nenndaten 3 V / 50 mA) an einer
Spannungsquelle mit 24 V betreiben zu können.
b) Wie groß ist die Spannung an den Glühlampen, wenn Sie bei unverändertem Vorwiderstand R V nun
zwei Lampen parallel schalten?
Aufgabe 11:
Betrachten Sie die unten abgebildete Schaltung mit den Widerständen R 1  120  , R 2  60  und
R 3  40  . Die angelegte Eingangsspannung beträgt U0  48 V .
R1
R3
A
U0
R2
UAB
B
Betrachten Sie zunächst die Leerlauf-Situation (Klemmen A und B „offen“ bzw. unbeschaltet)
a) Wie groß ist dann die Stromentnahme I 0 aus der Spannungsquelle?
b) Wie groß ist dann die Spannung U AB zwischen den Klemmen A und B?
Betrachten Sie nun die Kurzschluss-Situation (Klemmen A und B kurzgeschlossen)
c) Wie groß ist dann die Stromentnahme I 0 aus der Spannungsquelle?
d) Wie groß ist dann die Spannung U AB zwischen den Klemmen A und B?
e) Wie groß ist der Kurzschlussstrom I AB zwischen A und B?
Aufgabe 12:
Betrachten Sie die unten abgebildete Wheatstonesche Brückenschaltung mit den folgenden Spannungs- und
Widerstandswerten. Beachten Sie, dass die Klemmen A und B „offen“ sind (Leerlauf!).
I0
I1
I3
R1
R3
UAB
U0
I2
R2
A
B
U0
R1
R2
R3
R4
96 V
40 
20 
200 
400 
I4
R4
Berechnen Sie den Gesamtstrom I 0 , die Teilströme I1 , I 2 , I 3 und I 4 sowie die Brückenspannung U AB .