1 Unbelasteter Spannungsteiler
Ein verstellbarer Widerstand 300 /1 A wird als Spannungsteiler benutzt. Die angelegte Spannung von U1 = 12 V soll auf U2 = 2,5 V herabgesetzt werden.
R 1
U 1
U 2
R 2
Berechnen Sie die Teilwiderstände R1 und R2.
5
1 237,
R 5
2 62,
R
Drehotentiometer Ein Potentiometer (kurz Poti, nach neuer deutscher Rechtschreibung
auch Potenziometer) ist ein elektrisches Widerstandsbauelement, dessen
Widerstandswerte mechanisch (durch Drehen oder Verschieben)
veränderbar sind.
Es hat mindestens drei Anschlüsse und wird vorwiegend als stetig
einstellbarer Spannungsteiler eingesetzt.
2 Belasteter Spannungsteiler
Die Spannungsteilerschaltung mit R1 = 1,2 k und R2 = 820 wird mit 4,7 k belastet. Die Schaltung liegt an 50 V.
R 1
U
U L
R 2 R L
Berechnen Sie die Spannung UL bei Belastung.
V , UL 1839 Schiebepotentiometer
Schiebepotentiometer fuer Halogen- und Gluehlampen sowie Drehzahlsteuerung von
Nähmaschinen.
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3 Messbrücke
Berechnen Sie den Wert des Widerstands R4 .
R1
Ri
U 0
U A B R 2
R4
R3
U 1
IA B
R1
Ri
U 0
U A B
A B
R 2
R4
R3
U 1
IA B
V
U0 12 , Ri 0
Bei Abgleich einer Messbrücke betragen die Widerstände
k R1 2
k R2 3
k , R3 13
k ,95 1
Wheatstone’sche Messbrücke Sie wurde 1833 von Samuel Hunter Christie erfunden, jedoch nach dem britischen Physiker Sir Charles
Wheatstone benannt, der ihre Bedeutung erkannte und ihre
Verbreitung förderte.
Spannung UAB bei abgeglichener Brücke?
Strom IAB bei abgeglichener Brücke?
4 Brückenschaltung
Wenn die zwei Schiebewiderstände in der einen oder anderen Endstellung sind, kann man in der gegebenen Brückenschaltung vier Fälle unterscheiden.
R1
Ri
U 0
U A B
R2 R4
R 3
U 1
R1
Ri
U 0
U A B
A V B
R2 R4
R 3
U 1
V
U0 12 , Ri 0
Berechnen Sie die mögliche Spannung zwischen den Punkten A und B, wenn
k
R1 1 , R2 200 ,
30
R und R4 700 ist!
V 10
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5 Weatstonesche Messbrücke
Welchen Widerstand RX wird mit der Messbrücke gemessen?
R1
Ri
U 0
U A B xR4
R3
R X
U 1
IA B
R1
Ri
U 0
U A B
A B
R4
x
R3
R X
U 1
IA B
V ,
U0 45 , Ri 0
1 x
Berechnen Sie RX , wenn:
k R1 1
k R3 1
4 12
R
x ist!
R4
x wurde auf diesen Wert einreguliert!
12
6 Gemischte Schaltung
Ein Spannungsteiler-Poti von RP 3500 (Gesamtwiderstand liegt an der Gesamtspannung U=230V und teilt diese auf U2=90V im unbelasteten Zustand.
a) Welchen Laststrom darf man ihm entnehmen, damit die Spannung auf U2=70V einbricht (RM vernachlässigt)?
b) Wie gross ist also dann der Lastwiderstand RL?
Potentiometer
R1
A
U
V U2
I
R2
U2 RL
S U1
RM
Potentiometerschaltung
A 02399 ,
0
2917
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7 Drehspulmessgeräte
Der Zeiger eines Messwerks hat bei 250mV und 85 A Vollausschlag.
Skizzieren Sie die Schaltungen zur Messbereichserweiterung:
a) auf 10V
b) auf 3mA und berechnen Sie die erforderlichen Widerstände.
Achtung: Eine Schaltungsskizze wird ausdrücklich verlangt. Die berechneten Resultate sollen den skizzierten Widerständen klar und eindeutig zugeordnet werden können!
705 ' 114
76 , 85
8
RE 1.285
Potentiometer
An einem 1,57k-Potentiometer steht der Abgriff bei 1,22k. a) Wie gross ist die Teilspannung am 1,22k-Widerstand, wenn die an-
gelegte Spannung 72V beträgt?
b) Welche Teilspannung zeigt ein Voltmeter von 15k Eigenwiderstand bei Anschluss am Abgriff an?
V 95 , 55
V 7 , 51
Drehpoti
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RE 1.286
Drehpotentiometer
Ein Drehpotentiometer mit einem Gesamtwiderstand von 330 wird so eingestellt, dass in unbelastetem Zustand eine Spannung von 230V auf
V
150 herabgesetzt wird.
a) Berechnen Sie die Teilwiderstände!
b) Wie gross wird die herabgesetzte Spannung, wenn das Potentiometer mit einem Widerstand von 185 belastet wird?
8 , 114
2 , 215
V 8 , 106
Lichtregler
Sogenannte Universaldimmer erkennen automatisch, ob eine induktive oder
kapazitive Last vorliegt und wirken demnach als Phasenan- oder
-abschnittsteuerung.
Schaltplan einer Phasenanschnitt- steuerung (vereinfacht) Mit dem Potentiometer P kann eine weniger verzögerte Wechselspannung
„beigemischt“ werden. Je kleiner sein Widerstand ist, desto früher zünden der
Diac und der Triac und desto heller leuchtet die Lampe.
Phasenanschnitt Bei der Phasenanschnittsteuerung wird der Stromfluss meist durch einen Triac (Antiparallelschaltung zweier Thyristoren)
gesteuert. Nach dem Nulldurchgang der Wechselspannung (und des Stromes) leitet der Triac den Strom so lange nicht,
bis er einen Zündimpuls erhält; ab diesem Zeitpunkt (dieser „Phase“ des
Wechselstromsignals) wird der Verbraucher mit Energie versorgt (bis zum nächsten Nulldurchgang). Je später
der Triac gezündet wird, desto geringer ist die mittlere Leistung.
Induktivitäten Elektromagnetische Trafos
Phasenabschnitt Der Strom wird nach dem Nulldurchgang
sofort eingeschaltet und vor dem nächsten Nulldurchgang wieder ausgeschaltet. Der Schaltungsaufwand
ist höher; es müssen entweder abschaltbare Thyristoren (GTO-Thyristor)
oder (Power-MOSFET) resp. IGBT- Transistoren verwendet werden, auch die
Steuerungselektronik ist aufwändiger.
Kapazitive Lasten Elektronische Trafos
10
RE 1.287
Spannungsteiler
Aus den gegebenen Grössen sind zu berechnen:
a) I3, b) R1 und c) R2!
U
R3
R2
I3
I
R1
U 3
A I1 1,12
V U 100
V U3 70
86 R3
mA 5 , 823
79 , 26
1 , 236
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RE 1.288
Potentiometerschaltung
Wie gross sind bei offenem Schalter;
a) die Spannung U1, b) die Spannung U2 ?
Der Schalter sei geschlossen. Berechnen Sie:
c) die Spannung U1, d) die Spannung U2 !
U I3
I
U 2 S
U1
V
V R3
R2
R1
Der Widerstand des Voltmeters ist sehr gross und kann für diese Betrachtung vernachlässigt werden!
V
U 60 , R1100
300
R2 , R3 85
V 45
V 0
V 91 , 23
V 91 , 23 Achtung Jeder Schritt muss ersichtlich oder klar
begründet sein!
12
RE 1.289
Schiebepotentiometer
Mit einem Schiebepotentiomneter will man die Betriebsspannung von 48V auf 8V heruntersetzen. Im Verbraucher fliesst bei 8V ein Strom von
mA 26 .
Welchen Gesamtwiderstand besitzt das Potentiometer, wenn der dem Ver- braucher parallelgeschalteter Teilwiderstand 110 aufweisst? Für welche Leistung muss das Potentiometer gebaut sein (Runden auf ganze Zahl)?
515
W 5
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RE 1.290
Brückenschaltung
Welche Spannung zeigt das Voltmeter (RV sehr gross) an?
Wie gross müsste R4 sein, damit das Voltmeter 0 Volt anzeigt?
U V
R3
R2
R1
R4
26
R1 , R2 41
122
R3 , R4 163 V
U 10
V 399 , 0
4 , 192
14
RE 1.291
Brückenschaltung
Berechnen Sie für die gegebene Brückenschaltung bei abgeglichener Brücke ( A
I 0 ) den Widerstand R1!
R3
R2
R1
R4
U
I
630
R2 , R3 1,8k
k
R4 3,2 , U 48V
4 , 354
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RE 1.292
Brückenschaltung
Die Widerstandsmessbrücke ist abgeglichen.
a) In welchem Verhältniss stehen die Längen l1 und l2 zueinander?
b) Wie lange ist l1 und l2, wenn der Schleifdraht 1m misst?
l2
l1
R4
A
R3
825
R3 , R4 1k
212 , 1 : 1
mm l1 452,4
mm l2 547,6
16
RE 1.293
Brückenschaltung
In der nachfolgenden Brückenschaltung sind zu Berechnen:
a) Die Spannung zwischen den Klemmen A und B, bei offener Brücke (Gemischte Schaltung bzw. Parallelschaltung)!
b) Durch verbinden von A und B wird die Schaltung zur Brückenschaltung.
Welcher Strom fliesst in der Verbindung?
c) Verändern Sie den Widerstand R4, damit in der Brücke kein Strom fliesst!
U
R3
R2
I
R1
R4
A B
18
R1 , R2 44
72
R3 , R4 58 V U 24
V 325 , 6
mA 9 , 140
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RE 1.294
Brückenschaltung
Welche Spannungen zeigt das Voltmeter zwischen den Klemmen 1 und 2 an, wenn:
a) die Schaltung mit R1 100 und R2 50 betrieben wird!
b) die Schaltung mit R1 100 und R2 150 betrieben wird!
R2
R1
1
U 2
A B
U1 2 V
V U 90
c) die Schaltung mit R1 100 und R2 50 betrieben wird und paral- lel zum Voltmeter ein Widerstand von R3 75 einbebaut wird!
R4
R2
R1
1
U 2
A B
U1 2 V
V U 90
V
60 oder 30V V
36 oder 54V V
5 ,
41 oder 20,8V
18
RE 1.299
Potentiometer
An der gegebenen Schaltung sind zu bestimmen:
U I
X
I
S 1
RX
R2
R1 S 2
R3
3 4 0
2 7 5 8 0 8
a) Welche Spannung muss angelegt werden, dass bei geschlossenem Schalter 1 die Spannung am 808-Widerstand 50V beträgt?
b) Welchen Ohmwert muss RX besitzen, damit beim schliessen von Schalter 2 die Spannung am 808-Widerstand von 50V auf 45V sinkt?
V 9 , 132
1148
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RE 1.308
Brückenschaltung
Wenn die zwei Schiebewiderstände in der einen oder anderen Endstellung sind, kann man in der gegebenen Brückenschaltung vier Fälle unterscheiden.
1 2 V
0 - 2 0 0
R4
A B
R1
R2
R3
0 - 5 0 0 1 k
7 0 0
UA B
Berechnen Sie die möglichen Spannungen zwischen den Punkten A und B!
V 5
V 7
V 10
V 12
TG
7.4 101
Frage
TG
7.4 102
Frage
TG
7.4 103
Frage
TG
7.3 104
Frage
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