Fach:

Fach: Elektrotechnik 1 (PE)
Datum: 5-Feb-2001
Name:...................................
Vorname:........................................
Unterschrift:.........................
Matrikelnummer:............................
Dauer: 90 Minuten
Hilfsmittel: Skript, Taschenrechner
______________________________________________________________________________
1.Aufgabe
Es sind Schaltplan und graphisch/tabellarisch dargestellte Charakteristika einer Anordnung mit
idealer Spannungsquelle, Glühlampe und Widerstand gegeben.
i
R
u
u0
iLampe
(u0 = 10V)
uLampe
R/
i(R)/A
u(R)/V
0.2
0.5
1
2
5
10
20
50
1.1 Weshalb sind einige Eintragungen kursiv (schräg) und andere steil geschrieben?
1.2 Ermitteln Sie i(R) mit Hilfe der Graphik so, daß Ihr Lösungsweg nachvollziehbar ist. Hinweis: R wirkt wie ein Ri, zur graphischen Bearbeitung des Problems ermitteln Sie zunächst ik
(Kap. 1).
1.3 Ermitteln Sie u(R) mit Hilfe der Graphik so, daß Ihr Lösungsweg nachvollziehbar ist.
1.4 Wie groß ist u unter der Randbedingung: u soll 20% kleiner sein als u0; mit welchem Wert
von R stellen Sie das ein?
1.5 Glühlampe und Widerstand vertauschen in der Schaltung ihre jeweiligen Plätze. Welchen
Einfluß können Sie auf berechnete Werte angeben? Welche Funktion können Sie der
Glühlampe zuordnen (außer daß sie leuchtet)?
2. Aufgabe
Der nachfolgende Spannungsteiler (belastet) ist wie folgt zu behandeln:
R1
i1
i3
i2
u0
R2
u3
R3
2.1 Begründen Sie die zu dem Problem geeignete Anzahl der Maschen- und Knotengleichungen.
2.2 Schreiben Sie diese Gleichungen auf
2.3 Bereiten Sie die Gleichungen so auf, daß das Gleichungssystem mit Zahlenfeldern geschrieben werden kann.
2.4 Wie lautet die Widerstands-Matrix R ?
2.5 R -1 sei die invertierte Widerstandsmatrix (Hinweis: R -1 soll nicht ermittelt werden!). Welche
Gleichung gibt die Auflösung des Problems nach den Strömen i1...i3 bei gegebenem u0?
2.6 Wieviele Elemente hat R –1 ? Welche physikalische Einheit haben die Elemente von R –1 ?
3. Aufgabe
Ra (rot, rot, orange)
u1
Rb (gelb,
violett, orange)
u2
Rc (orange, orange, orange)
(u1= -17V)
3.1 Tragen Sie die Polarität von u1 und die Werte der Widerstände in die Skizze ein.
3.2 Welche Polarität erwarten Sie für u2? Tragen Sie diese auch in die Skizze ein.
3.3 Führen Sie alle Schritte zur Ermittlung von u2 im Sinn von Thévenin durch: (a) Wie groß ist
die Leerlaufspannung des verbleibenden Netzwerks? (b) Wie groß ist dessen
Innenwiderstand? (c) Zeichnen Sie das mit Werten versehene Ersatzschaltbild nach Thévenin.
(d) Ermitteln Sie u2.
4. Aufgabe
Schaltung
Oszilloskop
R1=350
us
y1,y2
t
R3
y1
y2
ud
Masse/Gnd
u2
R2=350
R4=350
u4
us = 15V
4.1 Ermitteln Sie R3 für die Bedingung ud = 0; ist hierzu die Kenntnis von us erforderlich oder
nicht (Begründung)?
4.2 Ermitteln Sie die oberen und unteren Grenzwerte für ud.
4.3 Welche Werte von R3 ergeben jeweils die Zahlenwerte zu ud gemäß 4.2
4.4 ud soll mit dem Oszilloskop als Zeitfunktion dargestellt werden. Wie wird das Oszilloskop
mit der zu prüfenden Schaltung verbunden (Stichworte und Skizze)? Auf welche Betriebsart
stellen Sie das Oszilloskop ein?
4.5 Nennen Sie Name und Anwendungsbeispiele dieser Schaltungsanordnung.