10 2 Ueb Elektrotechnik

STR – ING
Elektrotechnik
10 - 2 - 1
_____________________________________________________________________
2 Übungen und Lösungen
2.1
1.
Übungen
ELEKTRISCHES FELD
a
A
2
B
α
1
b
Zwischen zwei metallischen Platten mit dem Abstand a = 15 mm herrsche eine elektrische Feldstärke von E = 500 kVm-1. Weiter sind α = π/6 und
b = 3 mm.
a)
Wie gross wird die Spannung U12 zwischen
den zwei Punkten 1 und 2 ?
b)
Wie gross wird die Spannung zwischen den
Klemmen A und B ?
____________________________________________________________________
2.
PLATTENKONDENSATOR
Gegeben seien zwei kreisförmige metallische
Platten im Abstand von d = 2 mm. PlattendurchA
messer ∆ = 400 mm.
d
a)
Wie gross ist die Kapazität C dieser Anordnung in Luft ?
b)
Wie gross ist die gespeicherte Energie W
bei UAB = 1 kV ?
B
∆
c)
Wie gross wird die Anziehungskraft F zwischen den Platten ?
d)
Zwischen die Platten wird Pertinax gebracht. Wie gross werden so a) bis c) ?
____________________________________________________________________
3.
DREHKONDENSATOR IN LUFT
Stator und Rotor eines Luftdrehkondensators sind
aus halbkreisförmigen Aluminiumplatten-Platten
gebildet. Der Abstand zwischen den Platten betrage δLuft = 600 µm.
Mit wie vielen Platten kann eine Kapazität von C =
250 pF erreicht werden ? n = ?
r = 3 cm
____________________________________________________________________
4.
PLATTENKONDENSATOR
Gegeben sei ein Plattenkondensator mit dem Plattenabstand d = 1 mm, angeschlossen an eine
Spannung von U = 500 V.
In den Plattenraum wird eine Teflonplatte mit d1 =
600 µm gebracht.
Welche Spannung U1 liegt an der Teflonplatte ?
____________________________________________________________________
d1
d
______________________________________________________________________
Kurt Steudler
str
STR – ING
Elektrotechnik
10 - 2 - 2
_____________________________________________________________________
5.
STROMDICHTE
An einem stromführenden Kupferdraht wird zwischen zwei l = 5 m auseinanderliegenden Punkten die Spannung U = 450 mV gemessen. Der Drahtdurchmesser beträgt δ = 700 µm. ρCu = 17,5⋅10-9 Ωm
a)
Welche Stromdichte J herrscht im Leiter ?
b)
Welcher Strom I fliesst im Leiter ?
____________________________________________________________________
6.
ELEKTRISCHES FELD
Feld einer Punktladung
Gegeben sei im Punkt P eine negative Punktladung. Im Punkt A herrscht eine Feldstärke von E = 30 Vm-1. Bestimmen Sie den Feldstärkevektor im Punkt Q.
r
r
r
 1
 − 3
 4
R P =   m
R A = 
 m
R Q =   m
 − 1
 − 4
3
_______________________________________________________________________
7.
ELEKTRISCHES FELD
Feld einer Punktladung
Gegeben sei im Punkt P eine negative Punktladung. Im Punkt A herrscht eine Feldstärke von E = 60 Vm-1. Bestimmen Sie den Feldstärkevektor im Punkt C.
r
r
r
 60 
 50 
 40 
R P =   mm
R A =   mm
R C =   mm
 40 
 40 
 20 
_______________________________________________________________________
8.
GESETZ VON OHM
R
G
U
I
Bestimmen Sie die fehlenden Grössen:
U
22,4 V
4,39 mV
182 V
9,25 V
R
785 Ω
6,82 Ω
130 kΩ
952 mΩ
I
G
5,3 µA
470 mA
63,9 µA
3,58 A
8,34 V
5,28 S
4,44 A
7,38 mS
263 mV
7,82 µA
5,2 mV
2,37 kA
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Kurt Steudler
str
STR – ING
Elektrotechnik
10 - 2 - 3
_____________________________________________________________________
9.
SERIESCHALTUNG
R1
R2
R3
I
U
Bestimmen Sie die fehlenden Grössen:
U
42,8 V
783 mV
2,85 kV
827 V
62,8 kV
I
345 µA
523 µA
57,3 A
30,4 mA
R1
1,35 kΩ
850 kΩ
R2
870 Ω
1,15 MΩ
345 Ω
39 Ω
8,43 kΩ
1,65 kΩ
450 kΩ
12,4 kΩ
470 Ω
2,3 MΩ
225 Ω
R3
1,05 kΩ
20 kΩ
620 Ω
7,4 Ω
1,85 kΩ
200 kΩ
810 Ω
6,4 Ω
243 µA
585 mV
535 µA
2,85 V
67,3 mA
28 Ω
827 kV
30,4 A
8,43 kΩ
12,4 kΩ
_______________________________________________________________________
10.
PARALLELSCHALTUNG
I
U
R1
R2
R3
Bestimmen Sie die fehlenden Grössen:
U
49,8 V
I
545 µA
42,8 V
783 mV
2,85 kV
827 V
62,8 kV
35 mA
523 µA
67,3 A
30,4 mA
R1
1,83 kΩ
630 kΩ
1,35 kΩ
850 kΩ
390 Ω
84,3 kΩ
1,65 kΩ
450 kΩ
R2
370 Ω
1,65 MΩ
870 Ω
1,15 MΩ
3,45 kΩ
R3
12,3 kΩ
132 kΩ
1,05 kΩ
20 kΩ
6,2 kΩ
74 Ω
124 kΩ
470 Ω
1,85 kΩ
243 µA
2,3 MΩ
200 kΩ
585 mV
535 µA
2,25 kΩ
8,1 kΩ
_______________________________________________________________________
11.
Zwei gleiche Kochplatten werden zuerst parallel, dann in Serie an eine ideale
Quelle geschaltet.
Wie verhalten sich die Leistungen der beiden Beschaltungen zueinander ?
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Kurt Steudler
str
STR – ING
Elektrotechnik
10 - 2 - 4
_____________________________________________________________________
12.
Gegeben seien drei Heizofen mit je gleichen Eigenschaften, die folgendermassen
zusammengeschaltet sind:
Wie verändern sich die Spannungen über
R
R
den Heizofen und die Ströme durch die
Heizofen, wenn der Schalter S geschlossen
wird ?
U
S
a)
mit U = 110 V und R = 15 Ω
R
b)
allgemein
_______________________________________________________________________
Aus drei Heizwendeln mit R1 = 25 Ω, R2 = 50 Ω und R3 = 100 Ω soll eine mehrstufige Kochplatte für das Netz mit U = 230 V konstruiert werden.
Wie viele Stufen wird die Kochplatte aufweisen ? Schema ?
Erstellen Sie ein Diagramm mit den Stufen als Abszisse und den Leistungen als
Ordinate.
_______________________________________________________________________
13.
14.
Wie kann der Bereich eines Ampere – Meters erweitert werden ?
a)
allgemein
b)
gegeben sei ein Ampere – Meter mit dem Bereich 100 µA und einem Innenwiderstand von 800 Ω. Es soll ein Strom von 2 A gemessen werden.
Was ist zu tun ?
Wie kann mit einem Ampere – Meter eine Spannung gemessen werden ?
c)
Mit dem aus b) gegebenen Instrument soll eine Spannung von 4,5 V gemessen werden. Was ist zu tun ?
_______________________________________________________________________
15.
Ein Kollege schenkt Ihnen einen Dia – Projektor aus den U.S.A mit folgenden Daten: Anschlussspannung 110 V, Anschlussleistung 180 W (Lampe 150 W, Ventilator 30 W).
Sie wollen den Projektor mit einem Vorwiderstand an unserem Netz mit 230 V
betreiben. Wie gross wird der Vorwiderstand ? Was geschieht, wenn die Projektorlampe ausfällt ?
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Kurt Steudler
str
STR – ING
Elektrotechnik
10 - 2 - 5
_____________________________________________________________________
16.
SERIESCHALTUNG UND PARALLELSCHALTUNG
U1 R1
A
U3
R3
I1
B
I3
I2
R2
Bestimmen Sie die fehlenden Grössen:
UAB
U1
U3
GAB
R1
R2
R3
90 kΩ
45 kΩ
50 mS
90 kΩ
20 Ω
15 V
100 V
500 mV
200 Ω
10 kΩ
2V
30 V
2,5 mA
2 mA
5 kΩ
2V
10 V
6V
1 µS
I2
I3
10 A
1V
200 µS
I1
10 kΩ
4 kΩ
800 kΩ
500 Ω
5 kΩ
2 mA
4 mA
4 mA
2 mA
25 µA
_______________________________________________________________________
17.
SERIESCHALTUNG UND PARALLELSCHALTUNG
U1 R1
A
R2 U2
I1
B
I3
R3 U3
Bestimmen Sie die fehlenden Grössen:
U1
U2
10 V
50 V
15 V
100 V
U3
GAB
20 V
25 V
R1
R2
R3
IAB
2 mA
10 kΩ
200 µS
20 µS
2 kΩ
30 kΩ
500 mV
20 mΩ
I3
500 µA
20 kΩ
5 mA
30 kΩ
5V
I1
5 kΩ
3 kΩ
70 kΩ
500 µA
5 kΩ
500 Ω
100 mΩ
40 mA
2 µA
2 mA
40 A
4 mA
40 A
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Kurt Steudler
str
STR – ING
Elektrotechnik
10 - 2 - 6
_____________________________________________________________________
18.
SERIESCHALTUNG UND PARALLELSCHALTUNG
U1 R1
A
U3
R3
I1
B
I3
I2
R2
Bestimmen Sie die fehlenden Grössen:
UAB
U1
U3
GAB
R1
R2
R3
100 kΩ
47 kΩ
50 mS
82 kΩ
27 Ω
15 V
95 V
500 mV
180 Ω
1V
2,5 mA
1,8 mA
3,9 kΩ
2,5 V
8,2 kΩ
2V
30 V
I2
I3
10 A
200 µS
10 V
5,2 V
I1
12 kΩ
3,9 kΩ
680 kΩ
1 µS
560 Ω
4,7 kΩ
2 mA
3,7 mA
4,3 mA
2 mA
25 µA
_______________________________________________________________________
19.
SERIESCHALTUNG UND PARALLELSCHALTUNG
U1 R1
A
R2 U2
I1
B
I3
R3 U3
Bestimmen Sie die fehlenden Grössen:
U2
U1
12 V
50 V
15 V
100 V
U3
GAB
18 V
24 V
R1
R2
R3
IAB
I1
2 mA
12 kΩ
4,7 mA
33 kΩ
200 µS
4,5 V
20 µS
2,2 kΩ
39 kΩ
500 mV
22 mΩ
I3
500 µA
18 kΩ
5,6 kΩ
3,3 kΩ
56 kΩ
500 µA
4,7 kΩ
470 Ω
120 mΩ
40 mA
2 µA
1,9 mA
75 A
4,5 mA
38 A
_______________________________________________________________________
20.
SCHALTUNG MIT POTENTIOMETER
A
C
RP
R1
R2
{
x⋅RP
In der nebenstehenden Schaltung sind gegeben:
R1 = 5,6 kΩ, R2 = 22 kΩ und RP = 100 kΩ.
Suchen Sie RAB(x=0), RAB(x=1) und RAB(x),
sowie den Graph zu RAB(x).
B
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Kurt Steudler
str
STR – ING
Elektrotechnik
10 - 2 - 7
_____________________________________________________________________
21.
SCHALTUNG MIT POTENTIOMETER
A
In der nebenstehenden Schaltung sind gegeben:
R1 = 6,8 kΩ, R2 = 18 kΩ und RP = 50 kΩ.
Suchen Sie RAB(x=0), RAB(x=1) und RAB(x),
sowie den Graph zu RAB(x).
C
R1
R2
RP
{
x⋅RP
B
_______________________________________________________________________
22.
SCHALTUNG MIT POTENTIOMETER
Mit der nebenstehenden Schaltung soll erreicht werden, dass RAB von RAB1 = 5 kΩ bis
RP
R1
RAB2 = 20 kΩ verändert werden kann. RP =
R2
{
30 kΩ.
x⋅RP
Berechnen Sie R1 und R2 .
B
_______________________________________________________________________
A
23.
C
SCHALTUNG MIT POTENTIOMETER
In der nebenstehenden Schaltung sind gegeben: R1 = p⋅RP und R2 = q⋅RP .
A
C
RP
R
R1
Suchen Sie den Graph zu AC (x ) und
RP
R2
{
x⋅RP
RBC
B
(x ) .
RP
_______________________________________________________________________
24.
Berechnen Sie R1, R2, R3 und R4 so, dass
der Strom I = 1,8 mA mit R = 270 Ω konstant bleibt für:
R1
R2
R3
R
3 4
R
U = 1 V, wenn der Schalter S in der Stel2
4
U
lung 1 ist; U = 5 V, wenn S in 2; U = 20 V,
1 S
wenn S in 3; U = 70 V, wenn S in 4.
_______________________________________________________________________
I
25.
REALE QUELLE
An einer realen Quelle (z.B. Batterie, Akkumulator) messen Sie eine Leerlaufspannung von Ul = 87 V und einen Kurzschlussstrom von Ik = 537 mA.
Berechnen Sie die Quellenkenngrössen Ri und Gi und zeichnen Sie das Spannungsquellen- und das Stromquellen – Ersatzschaltbild.
______________________________________________________________________
26.
REALE QUELLE
Sie messen an einer realen Quelle eine Leerlaufspannung von Ul = 78 V. Bei einer
Stromentnahme von IL = 3,6 A sinkt die Spannung an den Klemmen der Quelle auf
UL = 10,3 V.
Berechnen Sie die Quellenkenngrössen Ri, Gi und Ik. Zeichnen Sie die beiden Ersatzschaltbilder mit den zugehörigen Werten und die Quellenkennlinie.
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Kurt Steudler
str
STR – ING
Elektrotechnik
10 - 2 - 8
_____________________________________________________________________
27.
REALE QUELLE
An einer realen Quelle (Ladungsquelle) messen Sie einen Kurzschlussstrom von
Ik = 4,3 A. Wenn Sie die Quelle mit einem Widerstand von RL = 11,2 Ω belasten,
fliesst ein Strom von IL = 343 mA.
Berechnen Sie die Quellenkenngrössen Ri, Gi und Ik. Zeichnen Sie die beiden Ersatzschaltbilder mit den zugehörigen Werten und die Quellenkennlinie.
______________________________________________________________________
28.
REALE QUELLE
An einer realen Quelle messen Sie eine Leerlaufspannung von Ul = 785 mV. Bei
einer Belastung der Quelle mit RL = 82 kΩ fliesst ein Strom von IL = 3,7 µA durch
den Lastwiderstand RL.
Berechnen Sie die Quellenkenngrössen.
Der Widerstand RL werde ersetzt mit RL1 = 47 kΩ. Wie gross werden der Strom IL1
durch RL1 und die Spannung UL1 über dem Widerstand RL1 ?
______________________________________________________________________
29.
REALE QUELLE
An einer realen Quelle mit dem Kurzschlussstrom Ik = 67 A messen Sie an einem
Widerstand von RL = 5,6 Ω eine Spannung von UL = 82 V.
Berechnen Sie die Quellenkenngrössen. Zeichnen Sie die Ersatzschaltbilder.
______________________________________________________________________
30.
REALE QUELLE
Eine reale Quelle wird nacheinander mit zwei unterschiedlichen Widerständen belastet. Sie messen folgende Werte:
an RL1 = 8,2 kΩ eine Spannung von UL1 = 130 V und
durch RL2 = 3,3 kΩ einen Strom von IL2 = 35 mA.
Berechnen Sie die Quellenkenngrössen Ri, Gi, Ul und Ik. Zeichnen Sie die beiden
Ersatzschaltbilder mit den zugehörigen Werten und die Quellenkennlinie.
______________________________________________________________________
31.
REALE QUELLE
Eine reale Quelle wird nacheinander mit unterschiedlich belastet. Sie messen folgende Werte:
an RL1 = 56 Ω eine Spannung von UL1 = 14,56 V und
durch RL2 = 36 Ω einen Strom von IL2 = 260 mA.
Berechnen Sie die Quellenkenngrössen Ri, Gi, Ul und Ik. Zeichnen Sie die beiden
Ersatzschaltbilder mit den zugehörigen Werten und die Quellenkennlinie.
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Kurt Steudler
str
STR – ING
Elektrotechnik
10 - 2 - 9
_____________________________________________________________________
32.
REALE QUELLE
Bei einem Laststrom von IL1 = 32 mA messen Sie über der Last R1 eine Spannung
von UL1 = 25 V. Sie schalten nun zusätzlich zur bestehenden Last R1 einen Widerstand R2 = 220 Ω parallel. Damit steigt der Gesamtstrom durch beide Lasten auf
IL = 41 mA.
Wie gross werden UL2, IL2 und die Quellenkenngrössen ?
______________________________________________________________________
33.
REALE QUELLE
reale Quelle
Ul
reale Quelle
IL
Ri
UL
RL
IL
Ik
PL
Ri
56 Ω
33 Ω
680 Ω
Ul
90 V
UL
RL
Ri
PL
Ik
UL
113 mA
52 A
12 A
RL
47 Ω
39 Ω
IL
PL
11 mA
230 mW
83 W
7,8 V
12 Ω
6A
6V
100 A
30 mΩ
______________________________________________________________________
34.
REALE QUELLE
reale Quelle
Ul
reale Quelle
IL
Ri
RL
IL
Ik
UL
RL
Ri
PL
Ul
90 V
Ri
68 Ω
39 Ω
680 Ω
UL
PL
Ik
127 mA
UL
RL
39 Ω
39 Ω
IL
r
11 mA
0,592
5,2 A
7,8 V
- 0,32
12 A
- 0,07
12 Ω
100 A
0
30 mΩ
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Kurt Steudler
str
STR – ING
Elektrotechnik
10 - 2 - 10
_____________________________________________________________________
35.
BRÜCKENSCHALTUNG
Berechnen Sie den unbekannten Widerstand RX.
a)
b)
A
47 kΩ
A
RX
12 kΩ
RX
I=0
I=0
R
39 Ω
B
B
x⋅R
x = 0,37



18 kΩ
_______________________________________________________________________
36.
DAS dB – MASS
U1
U2
dB
39-1
Ergänzen Sie die nachstehende Tabelle
3⋅10-5
7,3⋅1013
19
- 28,6
26
0,5
50
10-6
P1
P2
dB
12
- 9,54
26
_______________________________________________________________________
37.
DAS ABSOLUTE dB – MASS
P
dBm
Ergänzen Sie die nachstehende Tabelle
2 µW
4W
12
-9,54
7 kW
26
U
15 V
73 mV
7 kV
12
- 9,54
26
dBµV
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Kurt Steudler
str
STR – ING
Elektrotechnik
10 - 2 - 11
_____________________________________________________________________
2.2
1.
Lösungen
ELEKTRISCHES FELD
b)
UAB = 7,5 kV
a)
U12 = 1,5 kV
____________________________________________________________________
2.
PLATTENKONDENSATOR
a)
C = 556,31 pF
b)
W = 278,16 µJ
c)
F = 139,1 mN
d)
C = 2,67 nF
W = 1,335 mJ
F = 667,6 mN
____________________________________________________________________
3.
DREHKONDENSATOR IN LUFT
n = 13 Platten
____________________________________________________________________
4.
PLATTENKONDENSATOR
U1 = 208,33 V
____________________________________________________________________
5.
STROMDICHTE
b)
I = 1,98 A
a)
J = 5,143 MAm-2 = 5,143 Amm-2
____________________________________________________________________
6.
ELEKTRISCHES FELD
Feld einer Punktladung
r
 − 18  V

EQ = 
 − 24  m
_______________________________________________________________________
7.
ELEKTRISCHES FELD
Feld einer Punktladung
r
 5,303  V

EC = 
 5,303  m
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Kurt Steudler
str
STR – ING
Elektrotechnik
10 - 2 - 12
_____________________________________________________________________
8.
GESETZ VON OHM
R
G
I
U
Bestimmen Sie die fehlenden Grössen:
U
R
I
G
22,4 V
28,54 mA
1,274 mS
785 Ω
4,39 mV
146,63 mS
6,82 Ω
643,7 µA
182 V
29,12 nS
34,34 MΩ
5,3 µA
9,25 V
470 mA
50,81 mS
19,68 Ω
8,31 V
130 kΩ
63,9 µA
7,69 µS
3,41 V
3,58 A
1,05 S
952 mΩ
8,34 V
44,04 mA
5,28 S
189,39 mΩ
601,63 V
4,44
A
7,38
mS
135,5 Ω
263 mV
33,63 kΩ
7,82 µA
29,734 µS
5,2 mV
2,37 kA
455,77 kS
2,194 µΩ
_______________________________________________________________________
9.
SERIESCHALTUNG
R1
R2
R3
U
I
Bestimmen Sie die fehlenden Grössen:
R2
R3
U
I
R1
42,8 V
13,09 mA
1,35 kΩ
870 Ω
1,05 kΩ
696,9 V
345 µA
850 kΩ
1,15 MΩ
20 kΩ
783 mV
523 µA
532,13 Ω
345 Ω
620 Ω
2,85 kV
57,3 A
39 Ω
3,34 Ω
7,4 Ω
827 V
30,4 mA
8,43 kΩ
12,4 kΩ
6,374 kΩ
62,8 kV
15,82 A
1,65 kΩ
470 Ω
1,85 kΩ
716,85 V
243 µA
450 kΩ
2,3 MΩ
200 kΩ
585 mV
535 µA
58,46 Ω
225 Ω
810 Ω
2,85 V
67,3 mA
28 Ω
7,948 Ω
6,4 Ω
827 kV
30,4 A
8,43 kΩ
12,4 kΩ
6,374 kΩ
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Kurt Steudler
str
STR – ING
Elektrotechnik
10 - 2 - 13
_____________________________________________________________________
10.
PARALLELSCHALTUNG
I
U
R1
R2
R3
Bestimmen Sie die fehlenden Grössen:
R2
R3
U
I
R1
49,8 V
165,86 mA
1,83 kΩ
370 Ω
12,3 kΩ
55,79 V
545 µA
630 kΩ
1,65 MΩ
132 kΩ
42,8 V
121,66 mA
1,35 kΩ
870 Ω
1,05 kΩ
672,48 V
35 mA
850 kΩ
1,15 MΩ
20 kΩ
783 mV
523 µA
4,613 kΩ
3,45 kΩ
6,2 kΩ
2,85 kV
67,3 A
390 Ω
132,69 Ω
74 Ω
827 V
30,4 mA
84,3 kΩ
124 kΩ
59,41 kΩ
62,8 kV
205,62 A
1,65 kΩ
470 Ω
1,85 kΩ
31,736 V
243 µA
450 kΩ
2,3 MΩ
200 kΩ
585 mV
535 µA
2,885 kΩ
2,25 kΩ
8,1 kΩ
_______________________________________________________________________
16.
SERIESCHALTUNG UND PARALLELSCHALTUNG
U1 R1
A
U3
R3
I1
B
I3
I2
R2
Bestimmen Sie die fehlenden Grössen:
UAB
U1
U3
GAB
R1
R2
R3
I1
15 V
200 V
1,5 V
20 V
4V
10 V
6V
50 V
7,5 V
100 V
500 mV
10 V
2V
5V
4V
20 V
7,5 V
100 V
1V
10 V
2V
5V
2V
30 V
11,1 µS
50 mS
3,3 mS
200 µS
1 mS
100 µS
333,3µS
1 µS
90 kΩ
20 Ω
200 Ω
5 kΩ
1 kΩ
10 kΩ
4 kΩ
800 kΩ
90 kΩ
20 Ω
200 Ω
5 kΩ
1 kΩ
10 kΩ
4 kΩ
800 kΩ
45 kΩ
10 Ω
200 Ω
2,5 kΩ
500 Ω
5 kΩ
1 kΩ
600 kΩ
83,3 µA
5A
2,5 mA
2 mA
2 mA
500 µA
1 mA
25 µA
I2
I3
83,3 µA 166,7µA
5A
10 A
2,5 mA
5 mA
2 mA
4 mA
2 mA
4 mA
1 mA
500 µA
1 mA
2 mA
25 µA
50 µA
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Kurt Steudler
str
STR – ING
Elektrotechnik
10 - 2 - 14
_____________________________________________________________________
17.
SERIESCHALTUNG UND PARALLELSCHALTUNG
U1 R1
A
R2 U2
I1
B
I3
R3 U3
Bestimmen Sie die fehlenden Grössen:
U1
U2
U3
GAB
R1
R2
R3
IAB
I1
I3
10 V
10 V
50 V
2,5 V
40 V
30 mV
1,5 V
800 mV
10 V
15 V
100 V
2,5 V
60 V
70 mV
500 mV
3,2 V
20 V
25 V
150 V
5V
100 V
100 mV
2V
4V
50 µS
80 µS
66,7 µS
200 µS
400 µS
20 µS
3 mS
20 S
20 kΩ
6,67 kΩ
10 kΩ
5 kΩ
2 kΩ
30 kΩ
750 Ω
20 mΩ
20 kΩ
10 kΩ
20 kΩ
5 kΩ
3 kΩ
70 kΩ
250 Ω
80 mΩ
40 kΩ
50 kΩ
30 kΩ
10 kΩ
5 kΩ
100 kΩ
500 Ω
100 mΩ
1 mA
2 mA
10 mA
1 mA
40 mA
2 µA
6 mA
80 A
500 µA
1,5 mA
5 mA
500 µA
20 mA
1 µA
2 mA
40 A
500 µA
500 µA
5 mA
500 µA
20 mA
1 µA
4 mA
40 A
_______________________________________________________________________
18.
SERIESCHALTUNG UND PARALLELSCHALTUNG
U1 R1
A
U3
R3
I1
B
I3
I2
R2
Bestimmen Sie die fehlenden Grössen:
UAB
U1
U3
GAB
15 V
7,34 V
7,66 V 10,9 µS
200 V
95 V
105 V
50 mS
1,5 V
500 mV
1V
3,7 mS
18,5 V
7,02 V 11,48 V 200 µS
4,908 V
2,5 V
2,408 V 876,1µS
10 V
5,09 V
4,91 V 104,5µS
5,2 V
3,2 V
2V
384,6µS
40,625V 10,625V
30 V
1 µS
R1
R2
R3
82 kΩ
100 kΩ
47 kΩ
27 Ω
14,66 Ω 10,5 Ω
163,6 Ω 200 Ω
180 Ω
3,69 kΩ 3,9 kΩ
3,1 kΩ
1,25 kΩ 1,09 kΩ 560 Ω
8,2 kΩ
12 kΩ
4,7 kΩ
2,71 kΩ 3,9 kΩ
1 kΩ
425 kΩ 680 kΩ 738,5kΩ
I1
I2
I3
89,5 µA 73,4 µA 163 µA
3,52 A
6,48 A
10 A
3,06 mA 2,5 mA 5,56 mA
1,9 mA 1,8 mA 3,7 mA
2 mA
2,3 mA 4,3 mA
620,7µA 424 µA 1,04 mA
1,18 mA 820,5µA 2 mA
25 µA 5,62 µA 40,62µA
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Kurt Steudler
str
STR – ING
Elektrotechnik
10 - 2 - 15
_____________________________________________________________________
19.
SERIESCHALTUNG UND PARALLELSCHALTUNG
U1 R1
A
R2 U2
I1
B
I3
R3 U3
Bestimmen Sie die fehlenden Grössen:
U2
U1
U3
GAB
R1
R2
R3
IAB
I1
I3
12 V
6V
18 V
64,8 µS 18 kΩ
9 kΩ
36 kΩ 1,17 mA 667 µA 500 µA
9V
15 V
24 V
2 mA
1,25 mA 750 µA
83,3 µS 7,2 kΩ
12 kΩ
32 kΩ
50 V
100 V
150 V
61,7 µS 10,6 kΩ 21,3 kΩ 33 kΩ 9,25 mA 4,7 mA 4,55 mA
2,26 V
2,24 V
4,5 V
200 µS 5,65 kΩ 5,6 kΩ
9 kΩ
900 µA 400 µA 500 µA
40,55 V 60,82 V 101,4 V 394,6µS 2,2 kΩ
40 mA 18,4 mA 21,6 mA
3,3 kΩ
4,7 kΩ
41,05mV 58,95mV 100 mV
20 µS
39 kΩ
56 kΩ 105,6kΩ
2 µA
1,05 µA 947 nA
1,62 V
500 mV 2,12 V 3,03 mS 850 Ω 263,2 Ω 470 Ω
6,4 mA 1,9 mA 4,5 mA
1,65 V
2,91 V
4,56 V 24,78 S 22 mΩ 38,8 mΩ 120 mΩ 113 A
75 A
38 A
_______________________________________________________________________
20.
SCHALTUNG MIT POTENTIOMETER
A
C
RP
R1
R2
RAB = R1 + R2||xRP
Mit R1=pRP und R2=qRP wird
R AB (x) = RP
{
x⋅RP
B
pq + (p + q)x
; p=0,056, q=0,22
q+ x
RABx=0 = pRP = R1 = 5,6 kΩ
RABx=1 = R1 + R2||RP = 23,633 kΩ
_______________________________________________________________________
21.
SCHALTUNG MIT POTENTIOMETER
A
RAB = R2 || (R1 + xRP)
C
R1
R2
RP
R AB (x) = RP
{
x⋅RP
R1 = p⋅RP
R2 = q⋅RP
q(p + x)
;0≤x≤1
q+p+ x
RABx=0 = 3,935 kΩ, RABx=1 = 13,67 kΩ
B
_______________________________________________________________________
22.
SCHALTUNG MIT POTENTIOMETER
A
C
RP
R1
R2
{
x⋅RP
RAB = R1 + R2||xRP
x=0: RAB = R1
= 5 kΩ
x=1: RAB = R1 + R2||RP = 20 kΩ
R1 = 5 kΩ
R2||RP=15kΩ => R2=30 kΩ
B
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Kurt Steudler
str
STR – ING
Elektrotechnik
10 - 2 - 16
_____________________________________________________________________
23.
SCHALTUNG MIT POTENTIOMETER
A
C
R1
R2
RP
{
x⋅RP
B
RAC = R1||(R2 + xRP) + (1 - x)RP
p + pq + q + (1 - q)x - x 2
R AC
(x) =
p+q+ x
RP
RBC = (R1 + R2)||xRP + (1 - x)RP
p + q + x - x2
RBC
(x) =
p+q+ x
RP
_______________________________________________________________________
24.
R1 = 285,556 Ω,
R2 = 2,222 kΩ,
R3 = 8,333 kΩ,
R4 27,778 kΩ
_______________________________________________________________________
33.
REALE QUELLE
Ik
UL
RL
IL
PL
Ri
Ul
90 V
1,61 A
41,07 V
873,79mA 35,885 W
56 Ω
47 Ω
3,729 V
113 mA
2,02 V
51,792mA 104,6mW
33 Ω
39 Ω
28,39 V
41,75 mA 20,91 V
11 mA
230 mW
680 Ω
1,9 kΩ
9,807 V 188,59mΩ
52 A
7,8 V
10,64 A
83 W
733 mΩ
144 V
12
A
72
V
6
A
432
W
12 Ω
12 Ω
6V
200 A
3V
100 A
300 W
30 mΩ
30 mΩ
______________________________________________________________________
34.
REALE QUELLE
Ik
UL
RL
IL
r
Ri
Ul
90 V
1,32 A
32,8 V
841,1 mA - 0,271
68 Ω
39 Ω
4,953 V
127 mA 2,4765V
63,5 mA
0
39 Ω
39 Ω
36,652 V
11
mA
0,592
53,9
mA
29,172
V
680 Ω
2,652 kΩ
22,94 V 4,412 Ω
- 0,32
5,2 A
7,8 V
2,287 kΩ 3,41 A
165,7 V 13,81 Ω
12 A
77 V
6,42 A
- 0,07
12 Ω
6V
200 A
3V
100 A
0
30 mΩ
30 mΩ
______________________________________________________________________
35.
BRÜCKENSCHALTUNG
a)
RX = 70,5 kΩ
b)
RX = 66,405 Ω
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Kurt Steudler
str
STR – ING
Elektrotechnik
10 - 2 - 17
_____________________________________________________________________
36.
DAS dB – MASS
U1
U2
dB
Ergänzen Sie die nachstehende Tabelle
39-1
3⋅10-5
8,91
37,2⋅10-3
7,3⋅1013
20
- 31,82
- 90,46
19
- 28,6
277,27
26
0,5
15,85
0,1112
50
398
10-6
P1
P2
dB
-3
12
- 9,54
17
26
- 60
_______________________________________________________________________
37.
DAS ABSOLUTE dB – MASS
P
dBm
4W
36
15,85 mW
12
Ergänzen Sie die nachstehende Tabelle
111,2 µW
-9,54
2 µW
- 27
398 mW
26
7 kW
68,45
333 nV
73 mV
400 mW
7 kV
U
15 V
4 µV
143,52
12
- 9,54
97,23
26
196,9
dBµV
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
Kurt Steudler
str