Elektrotechnik Aufga..

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BERUFSSCHULE NETZELEKTRIKER
E lektroT echnik
AUFGABENSAMMLUNG
Verfasser:
Hans-Rudolf Niederberger
Elektroingenieur HTL
Hinter-Stockli 15, 6390 Engelberg
041 - 637 42 52
Ausgabe:
7. April 1997
 Copyright H.R. Niederberger, Elektroingenieur HTL, Hinter-Stockli 15, 6390 Engelberg
BERUFSSCHULE NETZELEKTRIKER
Elektrotechnik Aufgabensammlung
Pos
Frage
ET-01
Seite 2
Punkte
Antwort
4
Bestimmen Sie den Strom I.
ET-02
Bestimmen Sie die Spannung U.
4
ET-03
Bestimmen Sie die Strom I.
4
ET-04
Vier Widerstände von 20, 30, 40 und 50Ohm
sind, wie skizziert geschaltet.
Berechnen Sie den Gesamtwiderstand !
4
40
40
50
ET-05
Berechnen Sie den resultierenden
Widerstand!
4
ET-06
Bestimmen Sie nach den Angaben im
Schema den Strom im Feld 4!
4
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30
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Elektrotechnik Aufgabensammlung
Pos
ET-07
Frage
Berechnen Sie die fehlenden Grössen!
a)
b)
c)
d)
Seite 3
Punkte
4
Antwort
d)
Gesamtstrom
Teilströme
Teilspannungen
Gesamtwiderstand
ET-08
Die Verbrauchte elektrische Energie kann
mit einem Energiezähler kontrolliert werden.
a) Wie kann mit dem Zähler die
angeschlossene Leistung berechnet
werden?
b) Zeichnen Sie das Anschluss-Schema
eines ohmischen Verbrauchers, welcher
über einen Zähler angeschlossen ist
(Einphasiger Anschluss)!
4
ET-09
Erkläre den Ausdruck Wirkungsgrad und
geben Sie auch die Formeln an!
2
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Elektrotechnik Aufgabensammlung
Pos
Frage
Seite 4
Punkte
ET-10
Nach Hausinstallationsvorschrift (NIN 42
512.2) darf in einer Kupferleitung (  CU =
0.004 1/C ) bei Umgebungstemperatur
(Betriebstemperatur) 30°C in einem 2,5mm2
Querschnitt (  CU = 0.0175 mm2/m ) ein
Strom von 20A fliessen.
a) Berechnen Sie den Leitungswiderstand
bei 20°C!
b) Berechnen Sie den Leitungswiderstand
bei 30°C!
c) Berechnen Sie bei einer Leitungslänge
von 50m (einfache Länge) den
vorhandenen Spannungsabfall in Volt des
an 230V angeschlossenen Verbrauchers!
d) Berechnen Sie den Spannungsabfall von
Aufgabe c) in %!
e) Der Spannungsabfall in
Hausinstallationen soll 5% nicht
übersteigen. Bei der vorhandenen Leitung
soll der maximale Strom bei dieser
Bedingung berechnet werden!
5
ET-11
Ein Kleinlötkolben hat 35 W Leistung bei
UN=230 V Spannung. Wie gross ist die
Spannungsdifferenz:
a) in Volt bei U1=207 V
b) in % bei U1=207 V
c) in Volt bei U2=253 V?
d) in % bei U2=253 V?
4
ET-12
Im gezeigten Kabel besteht ein Leiter aus 19
Drähten, welche je einem Durchmessser von
1,83 mm aufweisen.
a) Wie gross ist der Querschnitt eines
Leiters?
b) Wie gross ist der Widerstand eines
Leiters mit einer Länge von 1 km?
4
Antwort
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Pos
Frage
Seite 5
Punkte
ET-13
In einer Verteilkabine hat man zur
Verhinderung von Kondenswasser einen
Heizkörper montiert. Die Leistung des
Heizkörpers beträgt 200 W. Die tägliche
Einschaltdauer beträgt 2 Stunden währen
365 Tagen/Jahr.
Wie hoch sind die jährlichen Energiekosten
bei einem Energiepreis von 20 Rp./kWh?
4
ET-14
Bestimme aufgrund der im Schema
gemachten Angaben:
a) den Strom in einem Polleiter!
b) die Stromdichte!
4
ET-15
Für eine Baustelle wird eine Beleuchtung
gemäss Schema installiert.
a) Bestimme den Strom I2 auf der
Unterspannungsseite des
Transformators!
b) Berechne den Strom I1 auf der
Oberspannungsseite des Transformators!
Antwort
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Frage
ET-16
Seite 6
Punkte
Antwort
8
Am Ausgang eines Transformators zeigen
alle Amperemeter 15o A an.
a) Wie gross ist die vom Transformatoren
bezogene Scheinleistung?
b) Wie sind die beiden Wicklungen des
Transformators geschaltet?
c) Wie gross ist der Strom im Neutralleiter?
d) Welchen Wert zeigt das
Zangenamperemeter an?
ET-17
Ein Verbraucher wird wie skizziert an eine
Transformatorenstation, mittels einer
Rohranlage, angeschlossen. Der
Spannungsabfall soll beim Verbraucher nicht
grösser als 5% betragen.
a) Wie gross ist der Kabelquerschnitt zu
wählen, wenn die Belastungstabelle
verwendet wird?
b) Wie gross ist der Spannungsabfall beim
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Frage
Seite 7
Punkte
Antwort
Verbraucher mit dem Querschnitt aus der
Tabelle?
c) Ist der Querschnitt aus der Tabelle
ausreichend?
d) Geben Sie den richtigen Querschnitt an,
damit der Spannungsabfall am
Verbraucher 5% nicht überschreitet
(Wenn notwendig!)
ET-18
Was versteht man unter dem spezifischen
Widerstand?
4
ET-19
Von welchen Grössen hängt der
Leitungswiderstand ab?
4
ET-20
a)
4
Bezeichnen Sie die nebenstehende
Schaltungen und jeweils die
Beziehungen der Spannungen und
Ströme!
b)
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Frage
Seite 8
Punkte
ET-21
Der Widerstand eines Kupferleiters von 75
m soll einen Widerstand von 0,078  nicht
überschreiten. Bestimme den Querschnitt
und den Durchmesser des Leiters!
4
ET-22
Ein Leiter mit der Länge von 7,2 km hat
einen Querschnitt von 95 mm2. Der
Widerstand beträgt 2,12. Bestimme den
spezifischen Widerstand des Leiters.
4
ET-23
Eine Aluminiumleitung weist einen
Widerstand von 2,33  auf. Die
Leitungslänge beträgt 105 m. Bestimme den
Durchmesser des Leiters!
4
ET-24
Auf einer Vorratsspule ist Kupferdraht von
0,6mm Durchmesser vorhanden. Der
Widerstand des Drahtes beträgt 45.
Welche Drahtlänge ist auf der Spule
vorhanden?
4
ET-25
Wie gross ist der Widerstand eines
Kupferleiters mit einem rechteckförmigen
Querschnitt von 0,4 cm x 3 cm und einer
Länge von 4m?
4
ET-26
Um wieviel Prozent steigt der Widerstand
einer Wicklung aus Kupferdraht, wenn bei
gleicher Leitungslänge anstelle von Draht
mit 0,4 mm Durchmesser solcher von o,3
mm  verwendet wird.
4
Antwort
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Frage
Seite 9
Punkte
ET-27
Zeichnen Sie die fehlenden Grössen ein.
a) Stromrichtung in der Spule (Kreuz oder
Punkt in den vorbereiteten Kreisen)?
b) Magnetfelder, welche durch den Strom in
der Spule verursacht wird.
c) Magnetfelder im Eisenkern.
d) Magnetischen Pole im Eisen (N,S)?
4
ET-28
In welche Richtung wird die Drahtschleife
abgelenkt?
4
Antwort
Bestimmen Sie zusätzlich:
a) Magnetfeldlinien in der Leiterschleife?
b) Magnetfeldlinien im Dauermagneten?
ET-29
Welchen Strom nimmt die Heizwicklung
eines Boilers von 50 Ohm Widerstand bei
230 V auf ?
4
ET-30
Ein Draht hat 102 m Widerstand und wird
von 12A durchflossen. Welche Spannung in
V und mV verbraucht er ?
4
ET-31
Im gezeichneten Spannungsteiler müssen
Sie die Ströme I1 und I2 berechnen.
4
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Pos
Frage
Seite 10
Punkte
ET-32
Die Leistung eines Heizelementes ist mit
2,4 kW angegeben. Der Warmwiderstand ist
60 Ohm. Für welche Spannung ist das
Heizelement gebaut?
4
ET33
Ein Heizgerät von 1800 W Leistung ( bei
Nennspannung ) wird das eine Mal mit 10%
Unterspannung, das andere Mal mit 10%
Überspannung gespeist (UN=220V).
a) Berechnen Sie den Strom, welcher im
Heizgerät fliesst!
b) Berechnen Sie den Heizungswiderstand!
c) Berechnen Sie die diesen
Spannungswerten entsprechenden
Leistungen !
d) Wieviel Prozent weicht die Leistung in
beiden Fällen von der Nennleistung ab?
4
ET-34
Die Stromwärmeverluste in einem Kabel sind
bei 420 A Stromstärke 12,8 kW. Wie gross
sind Sie :
a) wenn der Strom 10% sinkt ?
b) wenn der Strom 10% steigt ?
c) Wieviel Prozent ändern die Verluste im
Fall a)?
d) Wieviel Prozent ändern die Verluste im
Fall b)?
4
Antwort
b)
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Seite 11
Punkte
ET-35
Welchen Strom nimmt ein 5 kW abgebender
Gleichstrommotor von 79% Wirkungsgrad
bei 230V Klemmenspannung auf?
4
ET-36
Eine Gleichstromleitung überträgt bei 740V
Spannung während 9 Std. 30 Min. eine
Leistung von 840kW. Welche Energie wird
in der angegebenen Zeitspanne übertragen
?
4
ET-37
Eine runde Spannungsspule weist einen
mittleren Windungsdurchmesser von 35mm
auf und besteht aus 3400 Windungen von
0.75mm ø Cu-Draht.
Berechnen Sie den Spulenwiderstand!
4
CU  0,0175
ET-38
mm2
m
Eine kupferne Transformatorenspule hat bei
20°C 18 Widerstand. Sie wird auf 85ºC
erwärmt.
CU  0,004
Antwort
4
1
C
Berechnen Sie :
a) die Widerstandszunahme!
b) den Warmwiderstand!
ET-39
Vier Widerstände sind wie skizziert
geschaltet. Berechnen Sie den
Gesamtwiderstand!
(Angaben in Ohm)
4
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Frage
Seite 12
Punkte
ET-40
Eine ohmisch belastete Drehstromleitung
besteht aus 4 Drähten von je 0,5 Ohm.
Berechnen Sie den Spannungsabfall bei 25A
Belastung ( In V und % der Nennspannung
3x400/230V).
4
ET-41
Ein Drehstrom-Al-Kabel soll über eine
Distanz von 200 m eine ohmische Last von
30 kW und maximal 3% Spannungsabfall
übertragen. Spannung 3x400V. Wie gross
ist:
a) der Leiterstrom?
b) der gerechnete Leiterquerschnitt ?
4
Al  0,03
Antwort
mm2
m
ET-42
In Dy5 ist ein Transformator geschaltet,
dessen Primärwicklung 3x13kV ist. Die
Übersetzung lautet 33:1. Die
Primärwindungszahl ist 2700.
Bestimmen Sie:
a) Die Sekundärspannung!
b) Die Windungszahl auf der Ausgangsseite!
4
ET-43
Folgende Aufgaben sind zu lösen:
a) Zeichnen Sie die Batterieschaltung neu
mit Innenwiderstand auf!
b) Bestimmen Sie den äusseren
Gesamtwiderstand (ohne
Innenwiderstand)!
c) Bestimmen Sie den Gesamtstrom in der
Schaltung (U0=24V)!
d) Rechnen Sie die Klemmenspannung der
Batterie aus!
4
b)
a) Neue Schaltung:
d)
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Seite 13
Punkte
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ET-44
Frage
Ein Verbraucher wird wie skizziert an eine
Transformatorenstation, mittels einer
Rohranlage, angeschlossen. Der
Spannungsabfall soll beim Verbraucher nicht
grösser als 5% betragen.
Seite 14
Punkte
Antwort
4
Aluminium
Al
a) Wie gross ist der Kabelquerschnitt zu
wählen, wenn die Belastungstabelle
verwendet wird?
b) Wie gross ist der Spannungsabfall beim
Verbraucher mit dem Querschnitt aus der
Tabelle?
c) Ist der Querschnitt aus der Tabelle
ausreichend?
d) Geben Sie den richtigen Querschnitt an,
damit der Spannungsabfall am
Verbraucher 5% nicht überschreitet
(Wenn notwendig!)
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