NEISSE - ELEKTRO 2000
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4. Internationale Elektrotechnik-Olympiade der Schulen der Euroregion Neisse NEISSE - ELEKTRO 2000 Name........................... 1 2 3 Σ 4 Note Aufgabenstellung für die Endrunde 90 min ; mit Tafelwerk ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------1. Gegeben ist eine elektrolytische Anordnung, wobei sich zwischen zwei planparallelen Metallplatten der Fläche A und des Abstandes d1;d2 der Elektrolyt mit der Leitfähigkeit χ1; χ2 befindet. Berechnen Sie die Feldstärke E1; E2, Stromdichte J1;J2, Spannungsabfall U1; U2 und die Stromstärke I1; I2, wenn eine Leistungsaufnahme der Anordnung P vorliegt! A d1 d1 æ1 æ1 P = = = = = = 2000 cm2 20 cm 25 cm 5 . 10 -2 S / cm 7 . 10 -2 S / cm 1kW I U1 U2 I1 I2 æ1 æ2 A A d1 d2 E1 = .......... U1 = .......... E2 = .......... U2 = .......... 2. S1 = .......... I1 = .......... S2 = .......... I2 = .......... I3 Berechnen Sie I3 ! R1 = R2 = 10 Ω R3 = 150 Ω R4 = 40 Ω Uq1 = 6 V Uq2 = 12 V I3 = .......... R1 Uq1 R3 R2 Uq2 R4 3. Die folgende Schaltung besteht aus den Kondensatoren mit den Kapazitäten C1 und C2, R und dem Schalter S. Der Schalter S ist zunächst geöffnet! Der Kondensator C1 = 4,7 µF ist geladen, u1 = 300V, C2 = 3,3 µF ist noch ungeladen, u2 = 0; R = 1 MΩ 3.1 Berechnen Sie die Ladung Q1 des Kondensators C1 und den Energieinhalt W 1! Q1 = .......... W 1 = .......... 3.2 Der Schalter S wird geschlossen (t=0). Berechnen Sie die Spannung U1, U2, die sich nach dem Umladevorgang einstellt. Berechnen Sie die gesamte elektrische Energie W g, die nach dem Umladevorgang in den beiden Kondensatoren gespeichert wird. U1 = .......... U2 = .......... Eg = .......... 3.3 i(t)=? i ( t ) = ............................. i mA 0,3 0,2 0,1 2 4 6 8 t S 4. i = 2 ⋅ I A ⋅ cos ( 2 ⋅ π ⋅ f ⋅ t ) I = 10 A ; f = 50Hz Rsp ri = 4cm ui ra = 8cm u0 = 0,4 π ⋅ 10 − 6 V l i I = 10cm Ri Vs Am ri ra 4.1 Wie groß ist die mit dem Voltmeter gemessene Spannung Ui? (Hinweis: Innenwiderstand des Voltmeters Ri>> Rsp) Ui = .......... 4.2 ui ( t ) = ? ui ( t ) = .............................. ui uV 100 50 5 50 100 10 15 20 25 30 t ms
