Technische Informatik I

Fakultät für Informationsund Kognitionswissenschaften
Wilhelm-Schickard-Institut für Informatik
Abteilung Rechnerarchitektur
Technische Informatik I
Übungsblatt 1, WS07/08
Abgabe: 30.10.07
Aufgabe 1 Elektrisches Feld (3 Punkte)
Zwei elektrische Ladungen seien kreisförming mit Durchmesser d = 1cm und deren Mittelpunkte 4cm
voneinander entfernt. Skizzieren Sie die Einzelfeldstärken und die resultierende Gesamtfeldstärke an den
Punkten, die von beiden Ladungen den gleichen Abstand von 5cm haben, für folgende Fälle:
(a) eine positive und eine negative Ladung,
(b) zwei negative Ladungen.
Aufgabe 2 Reihen- und Parallelschaltung (5 Punkte)
Berechnen Sie für die beiden Schaltungen A und B den Gesamtwiderstand der Schaltung, sowie die
durch jeden Zweig fließenden Teilströme. Dabei seien im Fall A U0 = 5 V, R1 = 1 kΩ, R2 = 2 kΩ, R3 =
3 kΩ, R4 = 4 kΩ, im Fall B U0 = 12 V, R1 = 1 kΩ, R2 = 2 kΩ, R3 = 4 kΩ, R4 = 16 kΩ, R5 = 8 kΩ
gegeben.
Aufgabe 3 Messfehlerschaltungen (6 Punkte)
Beim gleichzeitigen Messen von Spannung und Strom zur Bestimmung eines Widerstandes RL treten
Messfehler auf, die mit den Innenwiderständen RA und RV der verwendeten Ampere- und Voltmeter zusammenhängen. Die Fehler sind von der verwendeten Messschaltung abhängig. Zwei mögliche
Schaltungen sehen Sie in der Abbildung.
(a) Geben Sie an, welche Größe bezüglich des Verbrauchers (RL ) in der jeweiligen Schaltung fehlerfrei
gemessen wird.
(b) Leiten Sie für beide Fälle allgemeine Formeln zur korrigierten Berechnung von RL in Abhängigkeit
der Innenwiderstände der Meßgeräte, sowie der gemessenen Strom- bzw. Spannungsgrößen her.
(c) Leiten Sie Formeln für die Verhältnisse von Fehlerstrom zu Laststrom ( IIVL ), bzw. von FehlerspanA
nung zu Lastspannung ( U
UL ) her, die nur von den Widerständen der Schaltung abhängen.
Aufgabe 4 Gewitterwolke (6 Punkte)
Eine Gewitterwolke ist 800m lang und 3km breit. Die Wolkenunterkannte liegt 600m von der Erde
V
entfernt. Die Durchschlagsfeldstärke der Luft beträgt ca. 106 m
und die Dauer des Blitzes B ist tB =
1, 5 ms. Berechnen Sie
(a) die Spannung des Blitzes,
(b) die Ladung der Wolke,
(c) den mittleren Blitzstrom und
(d) die Leistung des Blitzes.
Hinweise: Achten Sie auf die Maßeinheiten! Besprechen Sie die Aufgaben in Teams, formulieren Sie
die Lösungen aber selbständig! Die Abgabe erfolgt jeweils eine Woche nach Ausgabe des Blattes in
Papierform vor der Vorlesung. Falls Sie in der Vorlesung verhindert sind, sorgen Sie für Abgabe
durch Kommilitonen oder melden Sie sich rechtzeitig (vorher) bei Ihrem Tutor.
Die Termine und Räume der Übungsgruppen sind auf der Homepage vermerkt:
http://www-ra.informatik.uni-tuebingen.de/lehre/ws07/ti1 ueb.html