Elektrotechnik Aufga..
Werbung
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 Copyright H.R. Niederberger, Elektroingenieur HTL, Hinter-Stockli 15, 6390 Engelberg 30 BERUFSSCHULE NETZELEKTRIKER 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 Copyright H.R. Niederberger, Elektroingenieur HTL, Hinter-Stockli 15, 6390 Engelberg BERUFSSCHULE NETZELEKTRIKER 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 Copyright H.R. Niederberger, Elektroingenieur HTL, Hinter-Stockli 15, 6390 Engelberg BERUFSSCHULE NETZELEKTRIKER Elektrotechnik Aufgabensammlung 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 Copyright H.R. Niederberger, Elektroingenieur HTL, Hinter-Stockli 15, 6390 Engelberg BERUFSSCHULE NETZELEKTRIKER Elektrotechnik Aufgabensammlung Pos 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 Copyright H.R. Niederberger, Elektroingenieur HTL, Hinter-Stockli 15, 6390 Engelberg BERUFSSCHULE NETZELEKTRIKER Elektrotechnik Aufgabensammlung Pos 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) Copyright H.R. Niederberger, Elektroingenieur HTL, Hinter-Stockli 15, 6390 Engelberg BERUFSSCHULE NETZELEKTRIKER Elektrotechnik Aufgabensammlung Pos 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 Copyright H.R. Niederberger, Elektroingenieur HTL, Hinter-Stockli 15, 6390 Engelberg BERUFSSCHULE NETZELEKTRIKER Elektrotechnik Aufgabensammlung Pos 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 Copyright H.R. Niederberger, Elektroingenieur HTL, Hinter-Stockli 15, 6390 Engelberg BERUFSSCHULE NETZELEKTRIKER Elektrotechnik Aufgabensammlung 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) Copyright H.R. Niederberger, Elektroingenieur HTL, Hinter-Stockli 15, 6390 Engelberg BERUFSSCHULE NETZELEKTRIKER Elektrotechnik Aufgabensammlung Pos Frage 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 Copyright H.R. Niederberger, Elektroingenieur HTL, Hinter-Stockli 15, 6390 Engelberg BERUFSSCHULE NETZELEKTRIKER Elektrotechnik Aufgabensammlung Pos 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) Copyright H.R. Niederberger, Elektroingenieur HTL, Hinter-Stockli 15, 6390 Engelberg BERUFSSCHULE NETZELEKTRIKER Elektrotechnik Aufgabensammlung Pos Frage Seite 13 Punkte Antwort Copyright H.R. Niederberger, Elektroingenieur HTL, Hinter-Stockli 15, 6390 Engelberg BERUFSSCHULE NETZELEKTRIKER Elektrotechnik Aufgabensammlung Pos 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!) Copyright H.R. Niederberger, Elektroingenieur HTL, Hinter-Stockli 15, 6390 Engelberg
