Dr. Andreas M. Seifert Berufliches Schulzentrum Odenwaldkreis Beruflich Gymnasiale Oberstufe Fachbereich Mechatronik
Übungen zur Elektrotechnik-Klausur 2
Aufgabe 1: Betrachten Sie einen symmetrischen Spannungsteiler (R1=R2 =470Ω), der an einer Spannungsquelle mit U0 =48V betrieben wird.
a) Welche Ausgangsspannung messen Sie im Leerlauf (RL =∞)?
b) Welche Ausgangsspannung und welchen Ausgangsstrom messen Sie bei Kurzschluss der Ausgangsklemmen (RL =0)?
c) Welche Ausgangsspannung und welchen Ausgangsstrom messen Sie, wenn RL =1,2kΩ? d) Wie groß muss der Lastwiderstand RL gewählt werden, wenn die Ausgangsspannung noch 75 % der Leerlauf-Ausgangsspannung betragen soll?
R2 R1
U0
Ua R2
R1
U0
Ua RL
zu a zu b
Aufgabe 2: An den Klemmen einer realen Spannungsquelle wird mit einem hochohmigen Digitalvoltmeter eine Spannung von 24 V gemessen. Im Kurzschlussfall liefert die Quelle einen Strom von 3,2 A.
a) Wie groß ist die Quellspannung U der Quelle? q b) Wie groß ist der Innenwiderstand Ri der Quelle?
c) Wie groß muss ein Lastwiderstand RL mindestens sein, wenn der Ausgangsstrom dauerhaft nur 1,5 A betragen darf?
Aufgabe 3: Eine reale Spannungsquelle mit unbekannter Quellspannung U und unbekanntem Innenwiderstand q Ri wird nacheinander mit zwei verschiedenen Widerständen RL belastet: Ist RL =480Ω, so wird an den Klemmen eine Ausgangsspannung Ua =115,2V gemessen; ist RL =60Ω, so wird an den Klemmen nur noch eine Ausgangsspannung
V 0 , 90
Ua = gemessen. a) Berechnen Sie die Quellspannung und den Innenwiderstand der realen Spannungsquelle.
b) Wie groß ist der Kurzschlussstrom Ik der realen Spannungsquelle?
Ia Ri
Uq RL Ua
Dr. Andreas M. Seifert Berufliches Schulzentrum Odenwaldkreis Beruflich Gymnasiale Oberstufe Fachbereich Mechatronik
Aufgabe 4: a) Berechnen Sie für die abgebildete Schaltung (I0 =1A, R1=10Ω,
Ω
=40
R2 ) die Spannung U und die 0 Teilströme I1 und I2.
b) Wie groß muss R2 gewählt werden, damit I2 80 % des Gesamtstroms I beträgt? 0
R2 R1
I0 U0 I1 I2
Aufgabe 5:
Geben Sie für die neben stehende Schaltung die Knotengleichungen und die
Maschengleichungen für die
gekennzeichneten Knoten und Maschen an.
R2 R1
U0
U5
R4 R3
I5 I4
I0
I3
I2 K1
K2 K3
M1
M2
M3
Die Bearbeitung der folgenden Aufgabe wird dem weniger an Elektrotechnik Interessierten sicher etwas schwerer fallen und ist nicht klausurrelevant! Trotzdem eine hervorragende Übung!
Aufgabe 6: Eine reale Spannungsquelle mit der Quellspannung Uq =24V und dem Innenwiderstand RU,i =7,5Ω soll ersetzt werden durch eine reale Stromquelle mit dem Quellstrom I und dem Innenwiderstand q R ! I,i
a) Wie müssen I und q R gewählt werden, damit die beiden Quellen, die „als Black Boxes I,i verpackt werden sollen“, sich von außen nicht unterscheiden lassen?
Tipp: Betrachten Sie die Situationen „Leerlauf“ und „Kurzschluss“ für beide Quellen!
b) Zeigen Sie am Beispiel eines Lastwiderstands RL =5Ω dass sich beide Quellen äquivalent verhalten, d. h. dass die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom gleich sind.
