Übungen zur E-Lehre Blatt 6 Eine Glühlampe (Kenndaten

Übungen zur E-Lehre
Blatt 6
1. Aufgabe (EDC1x020b): Vorwiderstand
Eine Glühlampe (Kenndaten: Spannung UL, Leistung PL) soll mit Hilfe eines Vorwiderstandes an eine Netzspannung UN > UL angeschlossen werden.
a) Welcher Widerstand RV muss vorgeschaltet werden?
b) Wie groß ist die im Vorwiderstand je Sekunde entstehende Wärme QV ?
c) Der Strom soll mit einem Strommesser (Vollausschlag IA < I, Innenwiderstand RA)
gemessen werden. Wie groß darf der dem Messinstrument parallel zu schaltende
Widerstand RP höchstens sein?
UL = 24 V ; PL = 30 W ; UN = 220 V ; IA = 0,10 A ; RA = 5,0 Ω;
2. Aufgabe (EDC1x005a): Innenwiderstand
Wird eine Spannungsquelle an einen Widerstand von 20 Ω gelegt, fließt ein Strom von
0,240 A. Über einen Widerstand von 50 Ω fließen dagegen 0,109 A. In den Stromkreis ist
jeweils noch ein (schlechtes) Amperemeter geschaltet, das bei einem gemessenen Strom
von 0,20 A einen Spannungsabfall von 0,40 V verursacht. Wie groß ist der
Innenwiderstand und die Quellenspannung der Spannungsquelle?
3. Aufgabe (EDC1x017b): Schrittspannung
Die Leitungsmaste von Hochspannungsfreileitungen werden geerdet. Bei bestimmten
Störungsstellen (Erdschluss) im Netz, fließt vom Mast aus ein elektrischer Strom durch
das Erdreich zum Nachbarmast oder zu einem entfernt liegenden Netzpunkt. Die
Verbindung zur Erde wird durch Rohr- und Banderder hergestellt. In der Praxis
interessiert das elektrische Strömungsfeld in der Erde in unmittelbarer Nähe des Mastes.
Stellen Sie eine Gleichung zur Berechnung der Schrittspannung auf (Gefährdung des
Menschen, der mit der Schrittweite 2a in der Entfernung x von der Störstelle steht). Als
Erder werde eine metallische Halbkugel mit dem Radius R angenommen (als
Gegenelektrode eine konzentrische Halbkugelschale mit sehr großem Radius ).
Wie groß ist die Schrittspannung für x = 2,45 m, 2a = 0,70 m, einem Strom von 26,4 A
und einer Leitfähigkeit von 1,0 . 10-2 S/m.
4. Aufgabe (EDC1x009b): "Widerstandswürfel"
B
Determine the equivalent resistance of
the resistor group in the figure, in
which twelve 1-Ω resistors are on the
side of a cube. (Imagine that a current
of 1 A enters the network at A.)
A