1. Praktikum: Passive Bauelemente (Ohmscher Widerstand

Hochschule Darmstadt
Fb Informatik
Materialien zum Praktikum Technische Grundlagen der Informatik
Wintersemester 2008/2009
Praktikum 1
Profs. Klaus Kasper, Klaus Frank
04.10.2008
PraktikantInnen________________________________________ Matrikelnr:_______________________
1. Praktikum: Passive Bauelemente (Ohmscher Widerstand, Kondensator, Diode)
Themen: Ohmscher Widerstand, Kondensator, Halbleiterdiode, Ohmsches Gesetz,
Bestimmung eines unbekannten Ohmschen Widerstands, Ladekurven eines Kondensators,
Exponentialkurve, lineare/nichtlineare Strom-Spannungskennlinien.
Aufgabe 1
a) Bitte zeichnen Sie einen Schaltplan zur Strom- und Spannungsmessung an einem
unbekannten Ohmschen Widerstand R5.
b) Bauen Sie bitte die von Ihnen entwickelte Schaltung auf und ermitteln Sie zehn StromSpannungs-Wertepaare, die den Spannungsbereich der regelbaren Spannungsquelle
(Signalquelle) des DigiBoard abdecken. Zeichnen Sie mit Hilfe der von Ihnen gemessenen
Wertepaare eine Strom-Spannungskennlinie. Tragen Sie bitte hierbei die Spannung als
unabhängige Variable auf. Ermitteln Sie aus der Kennlinie den Wert des unbekannten
Widerstands R5.
Handelt es sich bei dem Ohmschen Widerstand R5 um ein lineares oder ein nichtlineares
Bauelement? Woran kann man diese Frage in einfacher Weise entscheiden?
Aufgabe 2
Gegeben sei folgende Schaltung:
a) Bitte erweitern Sie die gegebene Schaltung, so dass Sie für den Knoten K1 die Knotenregel
überprüfen können. Bitte skizzieren Sie Ihre Schaltung mit allen erforderlichen Messgeräten.
Bitte realisieren Sie die skizzierte Schaltung und überprüfen Sie empirisch die Knotenregel.
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Praktikum 1
Profs. Klaus Kasper, Klaus Frank
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b) Bitte erweitern Sie die gegebene Schaltung, so dass Sie für die Masche M1 die Maschenregel
überprüfen können. Bitte skizzieren Sie Ihre Schaltung mit allen erforderlichen Messgeräten.
Bitte realisieren Sie die skizzierte Schaltung und überprüfen Sie empirisch die Maschenregel.
Anmerkung: Führen Sie Ihre Experimente am besten mit der maximalen Spannung der
regelbaren Spannungsquelle durch.
Aufgabe 3
Bitte skizzieren Sie den zeitlichen Verlauf der Aufladung des Kondensators C2. Bei diesem
Experiment ist die unabhängige Variable die Zeit. Die Spannung über dem Kondensator wird
als abhängige Variable interpretiert. Für den Schaltungsaufbau müssen der Ohmsche
Widerstand R5 und der Kondensator C2 in Reihe geschaltet werden.
a) Bitte skizzieren Sie eine Schaltung mit deren Hilfe Sie die Aufladung des Kondenstors C2
messen können.
b) Bitte ermitteln Sie Wertepaare für Aufladezeit und Spannung am Kondensator. Gehen Sie
bitte folgendermaßen vor:
•
•
•
•
•
Schalten Sie die Spannungsversorgung aus
Gewährleisten Sie, dass der Kondensator vollständig entladen ist
Stellen Sie für die Spannungsversorgung den maximalen Wer ein
Schalten Sie die Spannungsversorgung ein und beobachten Sie die Aufladung am
Kondensator mit einem Voltmeter
Lesen Sie die Spannung am Voltmeter regelmäßig ab. Sie können zur Messung der Zeit
die Uhr im Praktikumsraum verwenden.
c) Bitte zeichnen Sie mit Hilfe der ermittelten Wertepaare die Aufladekurve des
Kondensators C2.
d) Bitte ermitteln Sie mit Hilfe der in c) gezeichneten Aufladekurve die Kapazität des
Kondensators C2. Bitte beschreiben Sie in einigen Sätzen wie Sie bei der Berechnung
vorgegangen sind.
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Aufgabe 4
Bitte ermitteln Sie die Strom-Spannungskennlinie für die Diode D1. Bitte gehen Sie hierzu in
gleicher Weise vor wie in Aufgabe 1 zur Ermittlung der Strom-Spannungskennlinie eines
Ohmschen Widerstands.
a) Bitte skizzieren Sie die Schaltung für die Ermittlung der Kennlinie.
b) Bitte ermitteln Sie Wertepaare und zeichnen Sie die Kennlinie.
c) Handelt es sich um ein nichtlineares oder ein lineares Schaltungselement? Kann für die
Diode D1 ein Ohmscher Widerstand ermittelt werden? Begründen Sie bitte Ihre Antworten.
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