Testat zu Versuch 1 – Variante 1 – SS 14

Testat zu Versuch 1 – Variante 1 – SS 14
Name:
1.
Vorname:
Matrikel.-Nr.:
Sie haben auf dem Dachboden eine Elektro-Bastelkiste gefunden. Diese enthält mehrere
Messgeräte, mehrere Widerstände sowie eine Spannungsquelle, bei der leider das Typenschild
an und ermitteln folgende Daten:
abgefallen ist. Sie schließen zunächst den Widerstand
:
= 30,0 V
= 0,200 A
Nun entfernen Sie
und schließen einen anderen Widerstand
sich folgende Werte:
:
= 35,0 V
an die Quelle an. Es ergeben
= 0,100 A
a) Berechnen Sie die Werte der Widerstände
und
.
1 Punkt
b) Skizzieren Sie in einem Strom-Spannungsdiagramm die Kennlinie einer realen
Spannungsquelle. Markieren Sie, wo man die Kennwerte
und ablesen kann und erläutern
Sie, wie man den Innenwiderstand der Quelle aus der Kennlinie ermitteln kann.
1
0,9
0,8
0,7
1,5 Punkte
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
c) Ausgehend von Ihren Gedanken zu Teilaufgabe b) ermitteln Sie rechnerisch anhand der o.g.
Messwerte die Kenngrößen , und .
1,5 Punkte
d) Sie wollen nun die maximale Leistungsfähigkeit des Netzteils überprüfen. Wie sollte der
Lastwiderstand beschaffen sein? Welche Spannung wird sich an den Klemmen einstellen?
(Falls Sie die vorherigen Werte nicht ermitteln konnten, geben Sie Formeln mit , und an.)
2 Punkte
2. Sie wollen in einer Schaltung an einem 50 Ω – Widerstand gleichzeitig Strom und Spannung
messen. Ihnen stehen ein Amperemeter mit einem Innenwiderstand von 10 Ω und ein Voltmeter mit
einem Innenwiderstand von 10 MΩ zur Verfügung. Ist eine strom- oder spannungsrichtige
Messanordnung besser geeignet? Begründen Sie Ihre Aussage mit einer überschlagsmäßigen
Fehlerabschätzung!
1 Punkt
3. Sie haben in Ihrer Bastelkiste ein Amperemeter gefunden, dessen Innenwiderstand leider
unbekannt ist. Sie haben aber einen hochpräzisen Widerstand mit 100 Ω, ein Voltmeter mit einem
Innenwiderstand von 1 MΩ und eine sehr präzise 10 V – Spannungsquelle gefunden. Mit Hilfe einer
spannungsrichtigen Messanordnung bestimmen Sie die Spannung am 100 Ω – Widerstand.
a) Zeichnen Sie die Messanordnung.
1 Punkt
b) Sie messen eine Spannung von 9,524 V am 100 Ω – Widerstand. Berechnen Sie den
Innenwiderstand des Amperemeters.
1 Punkt
c) Ihr Amperemeter soll eine Genauigkeit von ± (0,5% + 4 Digits) aufweisen. Es zeigt einen Strom
von 98,238 mA an. Berechnen Sie den theoretischen Strom, bestimmen Sie das
Vertrauensintervall des Messwertes und entscheiden Sie, ob das Gerät noch in Ordnung ist.
2 Punkte
4.
Gegeben ist das folgende Widerstandsnetzwerk. Die Quelle U1 sei ideal.
a) Welchen Strom muss die Quelle U1 bei einem Kurzschluss der Klemmen K1 und K2 liefern?
2 Punkte
b) Fassen Sie das Widerstandsnetzwerk zu einer Ersatzspannungsquelle zusammen und
bestimmen Sie U0, Ri und Ik.
3 Punkte
Bitte umblättern!!!
5. Bestimmen Sie zur gezeigten Schaltung folgende Strom- und Spannungsteiler (je 1 Punkt):
=
=
+
=
=