FH-GießenKLAUSUR SS 98Prof.Dr.Thüringer
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Ehemalige ELT1-Klausur SS 2003 Seite 1/3 FH-Gießen Friedberg Prof.Thüringer ELT1 Prof.Dr.Thüringer Fachbereich EI Übungen der Klausur SS 2003 Pkte: Name: ____________________________ Mat.Nr.: __________________ Note: / 30 Aufg. 1 Widerstandsberechnung (3P) a) Das Schaltbild zeigt ein sog. R-2R-Netzwerk, wie es bei Digital-Analog-Umsetzern verwendet wird. 1k 2k 1 k 2k 1k 2k 2k 2k Berechnen Sie den Ersatzwiderstand zwischen den beiden Klemmen. 10kΩ 5kΩ 1 b) Wie groß ist der Ersatzwiderstand zwischen den Klemmen 1 und 2, wenn die Strecke 3 - 4 3 50µS I ) offen II ) kurzgeschhlossen ist? 2 4 Aufg. 2 Dreieck-Stern-Umwandlung (7P) Berechnen Sie den Strom I5 für den Fall, dass alle Widerstände den Wert 100 Ω haben. Benutzen Sie dazu die DreieckStern-Umwandlung ! R3 I5 = R1 Zeichnen Sie an die Schaltung U0 die Buchstaben A - C um die 20V Umwandlungsknoten des Dreiecks klar hervorzuheben und beschriften Sie die entstehende Sternschaltung mit den dazugehörigen Buchstaben. R2 R4 R5 Ehemalige ELT1-Klausur SS 2003 Seite 2/3 Prof.Thüringer Name: ____________________________ Aufg. 3 Ersatzquellenumwandlung (6 P) Eine Spannungs- und eine Stromquelle arbeiten auf eine gemeinsame Widerstandsschaltung aus R3, R4 und R5. Berechnen Sie den Strom I4 R1=1Ω Wandeln Sie dazu die Schaltung zuerst in eine einfache Ersatzspannungsquelle mit Ri und der Last R4 um ! U0=10V R3=10Ω R2=5Ω R4=10Ω I0 1A Zeichnen Sie unbedingt alle Zwischenschritte mit den Zwischenwerten ! R5=10Ω Aufg. 4: Netzwerkanalyse (9 P) Für das skizzierte Netzwerk sollen die Ströme I3 und I4 mit Hilfe der Maschenstrom- oder der Knotenspannungsanalyse ermittelt werden (Überlegen Sie womit Sie weniger Rechenaufwand haben bzw. die kleinere Matrix/ Determinante erhalten.) a) Beschriften Sie die Maschen mit I bis III (mit Umlaufsinn) bzw. die Knotenpunkte mit A bis C und stellen Sie die vollständige Matrix-Gleichung für das abgebildete Netzwerk auf. b) Schreiben sie die alle Determinanten zur Berechnung von I3 und I4 auf und berechnen sie daraus die Ströme (Determinantenumwandlung muss nicht aufgeschrieben werden) I3 = R1 =10 R3 =500 I4 = R4 400 Ω R5 500 Ω U1 R2 =20 U2 20V 30V R6 =90 R7 =180 Ehemalige ELT1-Klausur SS 2003 Seite 3/3 Prof.Thüringer Name: ____________________________ Aufg. 5 Zusammenschaltung von Kondensatoren (5P) In der vorliegenden Schaltung sind alle Kondensatoren vor dem Schließen des Schalters entladen. a) Welche Spannungen stellen sich an den Kondensatoren nach Ende des Ladevorganges ein, wenn die Spannung U0 =100V durch Schließen des Schalters an die Schaltung angelegt wird? b) Wie groß sind dann die in C1, C2 und C3 gespeicherten Ladungen ? C1 1nF U1 U0 C2 5nF C3 U23 10nF Aufg. 6 Elektrisches Feld (5P) Ein 2mm dickes Blechstück eines Transformators (Dynamoblech mit ρ = 12,5 ⋅10-2 Ωmm² /m) ist zu einem Halbkreis geformt (s.Abb.). In seinem Innern herrsche eine (zirkulare) mittlere elektrische Feldstärke von 0,5 V/m. a) Zeichnen Sie einige Äquipotentialflächen sowie die Feldlinien der Stromdichte bzw. der Feldstärke ein. Handelt es sich um ein homogenes oder ein inhomogenes Feld? b) Wie groß ist die Spannung zwischen seinen beiden Enden? (Hinweis: Sie dürfen mit Mittelwerten rechnen um das Integrieren zu vermeiden) c) Berechnen Sie die Stromdichte und die Stromstärke im Leiter. (Hinweis: Sie dürfen mit Mittelwerten rechnen um das Integrieren zu vermeiden) Das war's !!! ☺ ☺ ☺ ra ri I I ri = 6 cm ra = 12
