Testat zu Versuch 1 – Variante 9 – SS 14

Testat zu Versuch 1 – Variante 9 – SS 14
Name:
1.
Vorname:
Matrikel.-Nr.:
An eine Spannungsquelle wird zu Testzwecken ein Lastwiderstand von ca. 300 kΩ angeschlossen,
dessen exakter Wert mittels einer stromrichtigen Messung genau ermittelt werden soll. Zur
Messung stehen ein Amperemeter mit einem Innenwiderstand von 10 Ω und ein Voltmeter mit
einem Innenwiderstand von 20 MΩ zur Verfügung.
Zeichnen Sie die Messanordnung in das Schaltbild ein.
1 Punkt
2.
Ein pH-Sensor liefert unbelastet laut Datenblatt bei pH7 eine Ausgangsspannung von 0,200 V und
soll einen Innenwiderstand von 500 kΩ haben. Ein unerfahrener Ingenieur misst nun mit einem
Voltmeter (Ri = 1 MΩ) bei pH7 eine Spannung von 0,110 V. Verwundert über das Messergebnis
bittet er Sie um Hilfe. Überprüfen Sie die Datenblattangaben und entscheiden Sie, ob der Sensor
defekt ist.
2 Punkte
3.
Gegeben ist die folgende Widerstandskennlinie:
5
4,5
4
3,5
3
I
2,5
in
A 2
1,5
1
0,5
0
0
5
U in V
10
15
20
a) Bestimmen Sie den Wert des Widerstandes:
1 Punkt
b) Es wird eine Spannungsquelle mit einer Leerlaufspannung von 18 V und einem
Innenwiderstand von 4,5 Ω an den Widerstand angeschlossen. Zeichnen Sie die Kennlinie
der Quelle in das Diagramm ein.
1 Punkt
c) Bestimmen Sie nun grafisch die sich an der Last einstellende Spannung � , den
Spannungsabfall am Innenwiderstand der Quelle ��� sowie den fließenden Strom � .
3 Punkte
4.
Bestimmen Sie zur gezeigten Schaltung folgende Strom- und Spannungsteiler (je 1 Punkt):
�
=
�
�
�
=
�
�
��
=
��8
�
�
�
��6
=
�� + ��
�
�
�
5.
Ihr Voltmeter soll eine Genauigkeit von ± (0,5% + 2 Digits) aufweisen. Es zeigt eine Spannung von
1,47 V an. Der theoretische Wert betrage 1,4743 V. Bestimmen Sie das Vertrauensintervall des
Messwertes und entscheiden Sie, ob das Gerät noch in Ordnung ist.
1 Punkt
6.
Gegeben ist das folgende Widerstandsnetzwerk. Die Quelle U1 sei ideal.
a) Fassen Sie das Widerstandsnetzwerk zu einer Ersatzspannungsquelle zusammen und
bestimmen Sie � , �� und � .
3 Punkte
b) Sie wollen den Kurzschlussstrom messen. Hierzu steht Ihnen ein Amperemeter mit einem
Innenwiderstand von 3 Ω zur Verfügung. Wie groß ist der gemessene Strom � ��� ? Wie groß ist
die relative Messabweichung in %?
2 Punkte
7. Sie wollen in folgender Schaltung den Strom durch � messen, hierzu steht Ihnen ein Amperemeter
mit einem Innenwiderstand von 2 Ω zur Verfügung. Die Stromquelle liefert einen Strom von 1,5 A.
Widerstand � weist eine Toleranz von ± 2 % auf, � weist eine Toleranz von ± 5 % auf. Welchen
Wert haben der minimal und der maximal messbare Strom an � ? Berücksichtigen Sie den
Innenwiderstand des Amperemeters!
2 Punkte