Testat zu Versuch 1 – Variante 14 – WS13/14

Testat zu Versuch 1 – Variante 14 – WS13/14
Name:
1.
Vorname:
Matrikel.-Nr.:
Eine Spannungsquelle hat eine Leerlaufspannung U0 = 20 V und einen unbekannten Innenwiderstand. Es wird ein Lastwiderstand von 150 Ω angeschlossen. Nun wird die Spannung an der
Last gemessen mit UL = 15 V.
a) Wie groß sind der fließende Strom und der Innenwiderstand der Quelle?
2 Punkte
b)
Es sollen 3 Widerstände mit R1 = 50 Ω, R2 = 500 Ω sowie R3 = 5000 Ω an die Quelle
angeschlossen werden. Welcher der 3 Widerstände erwärmt sich am stärksten (Begründung)?
1 Punkt
2.
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
c) Zeichnen Sie die Kennlinie der Ersatzspannungsquelle in das nachfolgende Diagramm ein.
Beschriften Sie die Achsen und verwenden Sie eine sinnvolle Skalierung.
2 Punkte
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
d)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
An die Schaltung wird ein 20 Ω - Widerstand angeschlossen. Bestimmen Sie grafisch die
Spannung an den Klemmen und den durch die Last fließenden Strom.
1 Punkt
3. Sie erhalten die Möglichkeit neue Messgeräte zu kaufen. Welche Geräte würden Sie kaufen?
(ankreuzen)
Voltmeter
Ri = 1 Ω
Ri = 10 Ω
Ri = 100 kΩ
Ri = 10 MΩ
Amperemeter
Ri = 5 Ω
Ri = 50 Ω
Ri = 500 kΩ
Ri = 50 MΩ
2 Punkte
4. Ein pH-Sensor liefert unbelastet laut Datenblatt bei pH7 eine Ausgangsspannung von 0,550 V und hat
einen Innenwiderstand von 500 kΩ haben. Ein unerfahrener Ingenieur misst nun mit einem Voltmeter
bei pH7 eine Spannung von 0,040 V. Verwundert über das Messergebnis bittet er Sie um Hilfe.
Berechnen Sie den Messstrom, den Innenwiderstand des Voltmeters und entscheiden Sie, ob das
Voltmeter defekt ist.
2 Punkte
5. Sie haben mit einem Voltmeter eine Spannung von 1,382 V gemessen. Das Messgerät hat eine
Messabweichung von ± (5 % + 3 Digits). Der theoretisch zu ermittelnde Wert wäre 1,223 V.
Berechnen Sie das Vertrauensintervall. Welche Rückschlüsse lassen sich in Bezug auf den
Messaufbau oder den theoretisch ermittelten Wert ziehen?
1 Punkt
6. Bestimmen Sie zur gezeigten Schaltung folgende
Strom- und Spannungsteiler (je 1 Punkt):
Iq
I2
I1
I3
I4
I5
I7
I6