siehe Musterlösung: d) Schnittpunkt

Aufgabe 1.1 a) 0,
Maschensatz: b) und c) – siehe Musterlösung: d) Schnittpunkt: Durch beide Widerstände fließt der gleiche Strom Î reale physikalische Verhältnisse („Arbeitspunkt“) e) ∆
, ∆
∆
: : Veränderung der Anstiegswinkel Parallelverschiebung der Widerstandsgerade für f) und g) (keine grafische Bestimmung) 5 ,
1 Ω,
500Ω, 1 Ω, 2 Ω Laut Maschensatz aus a): ·
·
· ,
3, 3
,
· ,
2,5
,
1, 6
1,65 ,
2,5 ,
3,4 3,35 ,
2,5 ,
1,6 h) und i) (keine grafische Bestimmung) 5 ,
geg.: 1000Ω, P
·
0,004W ,
·
·
·
,
0 4
R
5
25
4 · 0,004 · 1000
2
4 5
25
4 · 0,004 · 1000
2
1 2
4
R
2
2
4 · 1000Ω
5
4
1 · 1000Ω
5
1
4 Ω,
250Ω Aufgabe 1.2 a) – siehe Musterlösung: b) ,
·
c) (ohne Zeichnung) ,
·
·
·
,
·
·
·
,
1 ·
,
,
·
·
1
5
0,0002 · 1000 ·
25 ·
d) … Aufgabe 1.3 […] Statischer Widerstand: Dynamischer Widerstand: Aufgabe 1.4 […] Aufgabe 1.5 Sperrt eine Diode, dann fließt ein geringer Sperrstrom in die entgegengesetzte Richtung von . a) und b) (A) geg.: 7 ,
5 ,
1 ,
0,7 ,
10
,
1000Ω, U
10V Annahme 1: Alle Dioden sperren ·
Es fließt kein Strom: 10 ,
0
9
0 Æ unzulässig! Annahme 2: Diode 1 leitet ,
2,7
Æ unzulässig! 4,7
Æ unzulässig! Annahme 3: Diode 2 leitet ,
Annahme 4: Diode 3 leitet ,
3,3
Æ sperrt ,
5,3
Æ sperrt Î Die Dioden 1 und 2 sperren, Diode 3 leitet. Minimumschaltung, weil die Diode mit der kleinsten Spannung leitet. 1,7 ,
2
,
8,32
8,3
8,3
(B) 7 ,
geg.: 5 ,
1 ,
0,7 ,
10
,
1000Ω, U
0V 1,3
Æ sperrt Æ sperrt Æ sperrt Annahme 1: Alle Dioden sperren ·
Es fließt kein Strom: 0
0,
0 1
Æ unzulässig! Annahme 2: Diode 1 leitet ,
,
5,3
Annahme 3: Diode 2 leitet ,
3,3
,
2,7
Æ unzulässig! 4,7
Æ unzulässig! Annahme 4: Diode 3 leitet ,
Î Die Dioden 2 und 3 sperren, Diode 1 leitet Maximumschaltung, weil die Diode mit der höchsten Spannung leitet. 6,3 ,
2
(c) (A) UND 6,34
(B) ODER 6,3
,
6,3
Aufgabe 1.6 (a) 5 ,
geg.: 3 ,
2 ,
0,8 ,
5000Ω,
1000Ω,
0 Annahme 1: Beide Dioden sperren 6000Ω Ersatzwiderstand: 5 0,83
·
0,83 ,
·
4,15 ,
2,15
Æ unzulässig! Annahme 2: Diode 1 leitet ,
1,8
Æ unzulässig! Annahme 3: Diode 2 leitet ,
0,2
Î Diode 1 sperrt, Diode 2 leitet 0 Î 2,8 0,56
2,2 ,
,
(b) 2,2
1,64
Æ sperrt 1000Ω jetzt: Annahme 1: Beide Dioden sperren 2000Ω Ersatzwiderstand: 5 2,5
·
2,5 ,
·
2,5 ,
,
0,5
0,5
Æ sperrt Æ sperrt Annahme 2: Diode 1 leitet ,
1,8
Æ unzulässig! Annahme 3: Diode 2 leitet ,
0,2
,
Æ sperrt 2,2 2,8 ,
2,8 ,
,
Ω
2,8
Ω
2,8 0 Æ unzulässig! Î Beide Dioden sperren (c) und Wenn reduziert wird, verringert sich auch . Wird geringer als dann gilt der Zweig mit als der mit der geringsten Spannung und die Minimumschaltung sperrt und (beide Dioden „merken“, dass es eine geringere Spannung gibt). Und das genau dann, wenn Aufgabe 1.7 […] ,
2,8 , Aufgabe 1.8 (prüfungsrelevant!) a) statischer Zustand: der Kondensator ist geladen, somit fließt kein Strom durch ihn Æ kann weggelassen werden 5 ,
geg.: 0,8 ,
5 Ω,
1 Ω,
0,2 ,
4,5 ,
0 Annahme 1: Beide Dioden sperren 6000Ω Ersatzwiderstand: 5 0,83
·
·
0,83 ,
—
,
0,64
Æ 8,36
Æ unzulässig! sperrt Annahme 2: Diode 1 leitet ,
3,5
Annahme 3: Diode 2 leitet 5,1
Æ unzulässig Î Diode 1 leitet, Diode 2 sperrt 1 4
b) + c) Statischer Zustand für 3 Annahme 1: Beide Dioden sperren Ersatzwiderstand: 6 Ω 0,2,
3,8
Æ sperrt 5
6
5 ,
·
4,17 ,
·
0,33
4,17 ,
1,17
4,17 Æ sperrt Æ unzulässig! Annahme 2: Diode 1 leitet ,
0,7
Æ sperrt Annahme 3: Diode 2 leitet ,
2,3
Æ unzulässig! Î Nach dem Aufladen des Kondensator leitet Diode 1 und Diode 2 sperrt (Ausgangszustand) Dynamisches Verhalten Spannung über dem Kondensator: Vorher und nachher (statisch): Diode 1 leitet, Diode 2 sperrt Æ Vorher: 1 , nachher: 3,8 3 , Dynamisch (
ändert sich allmählich): 1 ; 3,8
3
1 ; 3,8
4,5
2 ; 0,8
3,5 ;
0,7
Æ sperrt Æ sperrt Î Beide Dioden sperren während des Aufladens vom Kondensator Schaltung dynamisch: Zweipoltheorie: 5 ,
Werte: 5 Ω,
1 Ω Spannungsteiler: 4,16 Leerlaufspannung: Kurzschlussstrom: 5
_
Innenwiderstand: 833, 3Ω oder Als Ersatzwiderstand für den aktiven Zweipol wird , als Ersatzspannung verwendet. 0 ·
0 ·
0 Æ Differentialgleichung 1. Ordnung
Lösungsgleichung für Grundstromkreis mit Kondensator: UC t
Ermittlung der Konstanten: 0
1 ,
∞
3,8
,
0
3,8 ,
3,2
4,16,
∞
1,
1
k
0
k ·e Spannung vorher,
,
1
∞
3,16 […] 0,83
c) 0, weil eine Diode leitet und somit d) 0 e) … Aufgabe 1.9 10
a1) 10000
5
0,2
Periodendauer: 200
0,1
Flankendauer: 5 ,
Obere Flanke: 300Ω,
0 ,
Untere Flanke: 100
∞ Æ keine Stromquelle, Entladen ∞,
600Ω Æ Stromquelle Ungefähre Aufladedauer: 3
3
18
Ungefähre Entladedauer: 3
3
9
Sowohl fürs Aufladen als auch fürs Entladen gilt also a2) 25
5 , Aufladen 3 Periodendauer: 0,04
40
Sowohl fürs Aufladen als auch fürs Entladen gilt also 3 b) , vollständiges Laden: ∞ 1
1
,
Æ c) […] d) […] e) ·
Energie, die in gespeichert wird: Leistung: 2,5
, Δ
10
mit e) + f) […] Aufgabe 1.10 500
1
500
,
0
1. Ladevorgang: 1
1
bis 0
,
,
0
1
,
10
10
1 Ω·1
1
6,3
∞
0
Aufgabe 1.11 0 – Kondensator ist geladen, es fließt kein Strom 10 ,
bis 1
2
10
Æ Substitution mit (siehe Ende des 1. Ladevorgangs) ,
6,3 1
6,3 ^
1
6,3 · 0,37
10
10
0
: 1
0, denn Und so weiter… (nicht prüfungsrelevant) ,
10
1. Entladevorgang: […] 1
2
10 , weil ∞: 2
2
0 : 10
0,002
2,3 1
3,7
6,3