Klausurbeispiele
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Beispiele für Fragen 1. Die Einheit Farad [F] ist definiert als: a) C / V b) kg m2 / s3 A c) A2 s4 / kg m2 2. Das Gaußsche Gesetz der Elektrostatik besagt: a) Der Gesamtfluss von D auf einer geschlossenen Fläche ist gleich der Gesamtzahl der freien Ladungen innerhalb des umschlossenen Volumens. b) Q = c) Q = ε € € ∫ D ⋅ dA€ ∫ E ⋅ dA 3. Die elektrische Polarisation P a) ist gleich dem elektrischen Dipolmoment pro Volumeneinheit, das in einem Dielektrikum unter Einfluss eines magnetischen Feldes ausgebildet wird € b) Es gilt: P = ε 0 χ e E , wobei χ e die elektrische Suszeptibilität und ε0 die absolute Permittivität angibt c) Durch die Polarisierbarkeitder Materie wird das elektrische Feld E größer, als es bei gleicher € € Verschiebungsflussdichte D im Vakuum wäre 4. Das Ohm’sche Gesetz € € a) gibt den Zusammenhang zwischen den makroskopischen Größen R, U und I an. b) des Strömungsfeldes gibt an, welche elektrische Feldstärke E vorliegen muss, damit die Stromdichte S durch ein Material mit dem spezifischen Widerstand ρ fließt. c) des Strömungsfeldes ist definiert als S = ρE € € 5. Temperaturabhängigkeit von Leitern € a) Metallische Leiter sind Kaltleiter, ihr Temperaturkoeffizient ist negativ (NTC), da mit zunehmender Temperatur die Beweglichkeit der Elektronen abnimmt b) Halbleiter werden als Heißleiter bezeichnet, ihr Temperaturkoeffizient ist positiv (PTC), da es durch Temperaturerhöhung zu einer Ladungsträgergeneration kommt c) Unterhalb der Sprungtemperatur geht der spezifische Widerstand ρ von Supraleitern gegen Null 6. Der magnetische Fluss φ a) ist definiert als φ = ∫ B ⋅ dA . Die Einheit ist Tesla [T]. A b) ist definiert als φ = € ∫ B ⋅ dA . Die Einheit ist Weber [Wb]. A c) ist eine vektorielle Größe und wird durch Integration der magnetischen Flussdichte B über eine Fläche A berechnet. € 7. Die 3. Maxwellgleichung a) entspricht dem Faradayschen Induktionsgesetz. Dieses lautet: ∫ s € d E ⋅ ds = − dt b) entspricht dem Amperschen Durchflutungsgesetz. Dieses lautet: € ∫ H ⋅ ds = s ∫ B ⋅ dA A dD + S ⋅ dA dt A ∫ c) erklärt, dass die magnetische Wirkung des Verschiebungsstromes iV (in einem Nichtleiter) die gleiche ist, wie die eines gleichgroßen Leitungsstromes iL € 8. Die komplexe Impedanz Z U U e jϕ u j ϕ −ϕ = Ze ( u i ) . Die Einheit ist [Ω] a) ist definiert als Z = = jϕ i I Ie € b) setzt sich aus Realteil (= Reaktanz) und Imaginärteil (= Resistanz) zusammen € 1 c) ist der Kehrwert der Admittanz. Diese ist definiert als Y = = G + jB Z 9. Gegeben ist eine Reihenschaltung von R und L im Wechselstromkreis. € R L Es gelten folgende Beziehungen: ωL R 2 2 a) Z = R − jωL mit Z = R + (ωL) und ϕ z = arctan− € b) Uges = U R + U L = (R + jωL) ⋅ Ie − j90° € € c) S = P + jQ mit P = I2 R und Q = I2 ωL € 10. Der Frequenzgang F( jω) € a) gibt Betrag und Phase einer komplexen Größe getrennt in Abhängigkeit von der Frequenz an € RC Tiefpasses lässt sich über die Stromteilerregel berechnen b) eines c) eines RC Tiefpasses gibt die Grenzfrequenz bei ωg = RC an
