Arbeitsblatt zu CD-ROM Elektrotechnik

Multisim-Übung Ü_06: Strom- und Spannungsteilerregel
Bezug zum Lehrbuch: Grundlagen der Elektrotechnik, Band 1, Kapitel 5.2.2, Kapitel 5.3.2
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AUFGABENSTELLUNG
Wie groß muss bei der gegebenen Schaltung mit Uq = 10 V, R1 = 1 kΩ, R2 = 2.2 kΩ, R3 = 4.7 kΩ
der Widerstand R4 sein, damit die Spannung Ux = 0 V wird?
I +
0.000
A
I1
+
I2
0.000
-
1k
Uq
+
A
0.000
A
-
R1
2.2k
R3
10 V
Ux
+
4.7k
0.000
V
R2
R4
Hinweis zur Schaltung:
Die Schaltung entspricht einer Wheatstone-Messbrücke nach Grundlagen der Elektrotechnik, Band 1, Kapitel
11.5.3.
Zusatzaufgabe
Welche Möglichkeiten ergeben sich zur Berechnung der beiden Teilströme I1 und I2?
Verwendete Formeln
Spannungsteilerregel : Ui
U
Ri
Ui
,
R
Uk
Ri
; Stromteilerregel : I i
Rk
I
Gi
,
G
Ii
Ik
Gi
Gk
Rk
Ri
© 2010 VERITAS Verlag, Linz. Alle Rechte vorbehalten.
Lösungsansatz
Bei der Schaltung handelt es sich um eine Parallelschaltung zweier Spannungsteiler. Die Spannung Ux wird 0 V,
wenn das Verhältnis der Teilspannungen beider Spannungsteiler gleich groß ist. Dies entspricht der Abgleichbedingung einer Brückenschaltung
Grundlagen der Elektrotechnik, Band 1, Kapitel 11.5.3.
Anmerkung
Ein exakter Abgleich der Brücke mit Ux = 0 V ist aufgrund der notwendigen Rundung des errechneten Bauteilwertes für den Widerstand R4 nicht möglich.
Übung_06
Strom- und Spannungsteilerregel
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Multisim-Übung Ü_06: Strom- und Spannungsteilerregel
Bezug zum Lehrbuch: Grundlagen der Elektrotechnik, Band 1, Kapitel 5.2.2, Kapitel 5.3.2
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KOMMENTAR
Ausführung/Protokoll
1.
Berechnung des Widerstandes R4 aus den Spannungsteilerregeln für die Spannungsteiler R1/R2 und R3/R4.
Widerstand
in
R4
2.
Durchführung der Simulationen mit dem berechneten Wert für R4 und messtechnische Überprüfung der Ergebnisse. Den Wert für Ux in die Tabelle eintragen.
Spannung
in nV
Ux
3.
Zusatzaufgabe: Berechnung des Gesamtstromes I und der Teilströme I1 und I2 für
die abgeglichene Brückenschaltung.
Strom
in mA
I
I1
I2
4.
Zusatzaufgabe: Durchführung der Simulationen zur messtechnischen Bestimmung des Gesamtstromes I und der Teilströme I1 und I2 für die abgeglichene Brückenschaltung.
Strom
in mA
I
I1
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I2
Übung_06
Strom- und Spannungsteilerregel
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