? . Bei welcher Frequenz beträgt der kapazitive Blindwiderstand nur noch 1 Frequenzverhalten eines Kondensators Ein Kondensator hat bei 50 Hz einen kapazitiven Blindwiderstand von

(1)

1

17

Frequenzverhalten eines Kondensators

Ein Kondensator hat bei 50 Hz einen kapazitiven Blindwiderstand von Ω

000 3'

X_C = . Bei welcher Frequenz beträgt der kapazitive Blindwiderstand nur noch ¹⁰⁰Ω?

'500Hz 1

(2)

www.ibn.ch Ausgabe 5 17. April 2012

2

RE 1.677

35

Kondensator an Wechselspannung

In einem Kondensator fliessen bei

²³⁵^V

( f = 50 Hz ) Klemmenspan- nung

¹^,⁴¹³^A

.

Berechnen Sie:

a) den Blindwiderstand, b) die Kapazität und c) die Blindleistung!

Ω 3 , 166

µF 14 , 19

VAr 1 , 332

(3)

3

RE 1.660

Ein Kondensator hat

234V

Spannung und nimmt

4,8A

auf (

f =50Hz

).

Wie gross ist:

a) sein Blindwiderstand, b) die Kapazität und c) die Blindleistung!

Ω 75 , 48

µF 29 , 65

VAr 2 , 1123

(4)

4

RE 1.661

Kompensationskondensator

Bestimmen Sie die Blindleistung eines

^cosϕ

-Verbesserungs- kondensators von

12µF

Kapazität und

400V

Spannung (

f =50Hz

)!

VAr 2 , 603

(5)

5

RE 1.662

Ein Kompensationskondensator einer Quecksilber-Hochdrucklampe soll bei

230V

Spannung eine Blindleistung von 207 , 7 VAr besitzen.

Berechnen Sie:

a) die Kapazität und

b) die Stromaufnahme des Kondensators!

Ω 6 , 254

µ F 5 , 12

9034 A , 0

Philips MasterColor CDM-T 70W/830

Hersteller Philips Leistung 70 Watt Lampenspannung 88 V Lampenstrom 0,98 A Farbtemperatur 3070 K Lichtfarbe Warmweiß

Länge 103 mm

Durchmesser 20 mm

Sockel G12

Lichtstrom 6600 Lm Lichtausbeute 93 Lm/W Lebensdauer ca. 10000 h Sockeltemperatur 280 °C Kolbentemperatur 500 °C Quecksilbergehalt 4,5 mg

(6)

6

RE 1.663

Ein Kondensator hat

420µF

Kapazität (

f =50Hz

) und

500V

Span- nung.

a) Welchen Strom nimmt er auf?

b) Wie gross ist sein Blindwiderstand?

c) Wie gross ist seine Blindleistung?

A 94 , 65

Ω 583 , 7

kVAr 97 , 32

(7)

7

RE 1.664

In einem

550V

-Netz hat hat ein Einzelkondensator

C₁=²⁰µF

Kapazi- tät. Nach dem Netzumbau (

f =50Hz

) ist die Spannung

400V

. a) Kann derselbe Kondensator verwendet werden, wenn die Blind-

leistung unverändert bleiben soll?

b) Wenn a) mit „nein“ beantwortet wird: Wieviele

µF

Kapazität müsste der neue Kondensator bei

400V

Spannung besitzen?

c) Wie, wie viele

µF

müssten zum bestehenden Kondensator zuge- schaltet werden, damit die geforderte Blindleistung erzeugt wer- den kann?

d) Wie ist die Stromaufteilung in der Kondensatorschaltung?

e) Wie ist die Blindleistung der einzelnen Kondensatoren?

Nein

µF 81 , 37

Parallel F C₂ =17,81µ

A I₂ =2,238

A I₁=2,513

VAr Q₂ =895,2

VAr Q₁=1005

(8)

8

RE 1.665

Ein Kondensator hat

600VAr

Blindleistung und

230V

Spannung.

Wie gross ist seine Kapazität:

a) bei

f₁=50Hz

und

b) bei

f₂=60Hz

Frequenz?

Welchen Strom nimmt der Kondensator auf:

c) bei

f₁=50Hz

und

d) bei

f₂=60Hz

Frequenz?

µ F 36

µ F 30

A 61 , 2

A

61 ,

2

(9)

9

RE 1.666

Wie gross ist die Kapazität für

1kVAr

Blindleistung ( f = 50 Hz ):

a) bei

230V

Spannung und b) bei

400V

Spannung?

µF 2 , 60

µF 9 , 19

(10)

10

RE 1.387

Ein Kondensator ist mit

400V

Gleichspannung beschriftet.

Welche Wechselspannung darf angelegt werden, wenn die Isolation nicht gefährdet werden soll? Machen Sie eine grafische Darstellung, in welcher ihr Resultat ersichtlich ist!

V 8 , 282

(11)

11

RE 1.398

Rundsteueranlage

In einer Rundsteueranlage (PA), die mit einer Frequenz von 475 Hz arbeitet, ist eine Spule, deren Blindwiderstand 9 , 8 Ω _ist.

a) Wie goss muss der Kondensator gewählt werden, damit er den gleichen Widerstand aufweisst?

b) Wie gross ist die Resonanzfrequenz von der verwendeten Spule und dem Kondensator?

mH 284 , 3

µ F 19 , 34

Hz 475

Sender der Rundsteuerung Der Sender muss mit dem Ener- gieversorgungsnetz über Koppel- glieder verbunden werden. Die Koppelglieder oder auch Ankopp- lungen gestatten die Überlagerung

der Tonfrequenzspannung in das 50-Hz-Netz. Unterschieden werden

Ankopplungen nach den zwei Grundvarianten Serienankopplung

und Parallelankopplung.

Rundsteueranlage Die Rundsteuersignale des Senders werden über unterschiedliche Ankopplungsausführungen in das elektrische Versorgungsnetz eingespeist. Unterschieden werden

dabei die beiden Grundvarianten:

SA Serienankopplung (auch Reihenankopplung genannt) und

PA Parallelankopplung.

Empfänger Zur effektiveren Ausnutzung der begrenzt im Impulsraster vorhan- denen Datenimpulse wird die Adressierung der Rundsteueremp- fänger meist über ein mehrstufiges

Verfahren zur Vervielfachung der Schaltbefehle realisiert.

(12)

12

RE 1.403

Kondensator im Telefonrufkreis

Welchen Blindwiderstand hat der ² µ F -Kondensator einer Telefon- Teilnehmerstation beim Rufstrom 25 Hz _?

Ω

3183

(13)

13

RE 1.404

Kondensator einer Frequenzweiche

Wie gross ist die Kapazität eines Kondensators, der bei einer Fre-

quenz von 4 kHz eine Reaktanz von 1808 , 6 Ω besitzen soll? 22 nF

Frequenzweiche Eine Frequenzweiche teilt ein verschiedene Frequenzen enthal- tendes elektrisches Signal auf zwei oder mehr Ausgänge auf, an denen

jeweils unterschiedliche Teile (Frequenzbänder) des gesamten ursprünglichen Frequenzspektrums

austreten.

Passive Frequenzweichen sind immer auch umgekehrt betreibbar,

d. h. mit ihnen ist auch die Zu- sammenführung unterschiedlicher

Frequenzen möglich.

Anwendungen von Frequenzweichen Hochtöner und Tieftöner bei einer

Zweiwegebox Studiotechnik Bearbeitung von

einzelnen Frequenzbereichen (Multiband-Compressor) Zusammenführen oder Aufteilen

von Hochfrequenzsignalen medizinische Ultraschall- diagnoseverfahren (Dopplerso-

nographie) bildgebende Messverfahren in der

Nachrichtentechnik Unterschiedliche Antennen

(Antennenweiche) Aufteilen Empfangssignals auf VHF / UHF in Fernsehempfängern

Trennung von Bild- und Tonkanal in Fernsehempfängern DSL-Filter zum Trennen des analogen Telefonsignales vom

ADSL-Signal Splitter zum Trennen des ISDN Telefonsignales vom ADSL-Signal

Babyfon über das Stromnetz zur Abtrennung der Netzfrequenz vom auf eine Trägerfrequenz modulier-

ten Audiosignal Trägerfrequenzanlagen aller Art

Netzfilter und Entstördrosseln

(14)

14

RE 1.405

Kondensator in Telefonapparat

In einem Telefonapparat ist ein Kondensator von ⁰ ^, ¹ µ F eingebaut.

Welchen Widerstand bietet er einem Sprechstrom von der Frquenz von 800 Hz _?

In der Vermittlungsstelle wird die Wahlinformation in den BCD-Code umgesetzt und weiterverarbeitet.

Ω 1989

RF Flash-Taste für Amtsholung bei Nebenstellenanlagen GU1 Gabelumschalter 1 GU2 Gabelumschalter 2 W Wechselstromwecker (600 Ω) M Mikrofon

F Fernhörer GGs Gehörschutz Ü Übertrager

T Taster der MFV-Wähltastatur S Schlüsselschalter R1 100 Ω R2 1 k Ω R3 39 k Ω R4 100 Ω R5 5,6 k Ω R6 270 Ω C1 2 µF C2 0,1 µF C3 2,2 µF C4 0,5 µF G1 Universal-Diode G2 Z-Diode Th Thyristor

R1 12 kOhm R2 12 kOhm C1 0,33 µF G1 Gleichrichterdiode G2 Gleichrichterdiode G3 Gleichrichterdiode G4 Gleichrichterdiode

(15)

15

RE 1.406

Kondensator in Rundsteuerempfänger

Der Blindwiderstand eines Kondensators von einem Rundsteueremp- fänger ist bei 11 V Spannung und einer Frequenz von 475 Hz 800 Ω _. Bestimmen Sie die Kapazität!

Swistra ist ein komplett neu entwickeltes Übertragungsverfahren. Das System hat höhere Datenraten als andere Bitmuster, hat kürzere Telegrammlaufzeiten als andere

Bitmuster, hat einen sehr großen Adressraum, kann jeden Empfänger über seine Seriennummer einzeln ansprechen und ist ohne Umstellungsphase einsetzbar.

Sender Für alle Ankopplungsarten geeignet (Parallel-, Serie- oder Niederspannungs-

Einspeisungen)

nF 419

Ankopplung Ankopplung mit hoher Güte und geringer tonfrequenter Verlustleis-

tung, dadurch reduziert sich die notwendige Energie für eine

Sendung.

Empänger Der Empänger kann mit steckba- ren, bistabilen Relais mit potenzial-

freien Umschaltkontakten ausge- rüstet werden:

Max. 6 Relais für 250 V/16 A Max. 4 Relais für 250 V/40 A

6 Stromversorgungsteil 7 Schutzimpedanz 8 Seriekondensator 9 Vollweggleichrichter 11 Z-Diode

13 Empfangsteil (119 Adress- möglichkeiten) 15 Minus 16 Plus 19 Auswerteteil

23 Potentialfreier Schaltkontakt 24 Stromverbraucher 25 Transistor 2 26 Transistor 1 27 Wicklung 2 28 Wicklung 1 29 Schaltrelais 31 Speicher

(16)

16

RE 1.407

Kondensator im GA-Relais

Im erdfreien GA-Relais ist ein Kondensator von 680 nF eingebaut.

Berechnen Sie die Reaktanz des Kondensators für die Zählimpulse ( f = 12 kHz ) für den Gebührenmelder!

Ω 5 , 19

Gebührenmelder

Fequenz des Zählimpulses

12 kHz

(17)

17

RE 1.408

Kondensator

Bei welcher Frequenz hat ein Kondensator von ⁴ µ F einen Wider-

stand von 796 Ω _? 49 , 98 Hz

(18)

18 Phasenkoppler PowerLine

Für die bevorstehende Energiewende ist die Entwicklung intelligenter Stromnetze, sogenannter Smart-Grids, unverzichtbar. Dabei spielt die Kommunikation in Stromnetzen eine elementare Rolle bei der Realisierung von Smart-Grids. Die Infrastruktur von Stromversor- gungsleitungen im Niederspannungsbereich ist gut geeignet um In- formationen auszutauschen, wie zum Beispiel zwischen dem elektri- schen Umspannwerk und den Energiezählern.

Im Phasenkoppler werden Daten mit der Frequenz von 23 MHz _über- tragen. Welche Reaktanz hat der eingebaute Kondensator im Pha- senkoppler bei Netzfrequenz und bei Datenfrequenz?

Begriffe im Power-Line System

Powerline Communications (PLC) oder auch Digital Powerline (DPL) ist der Oberbegriff für die Übertragung von Daten über das Stromkabel. Dabei werden die stromführenden Kabel parallel zur Energieversorgung auch zur Datenübertragung genutzt.

Grundsätzlich sind die Stromnetze nur zur Energieverteilung ausgelegt. Nach dem Fernmel- derecht ist das nutzbare Frequenzspektrum auf 3 bis 148,5 kHz (Cenelec-Band) einge- schränkt. Außerdem darf der Sendepegel 5 mW nicht überschreiten.

CENELEC-

Band Frequenz-

bereich Nutzer

- 3 - 9 kHz Energieversorger

A 9 - 95 kHz Energieversorger

B 95 - 125 kHz Kundenanlagen

C 125 - 140 kHz Kundenanlagen D 140 - 148,5 kHz Kundenanlagen

Ω k 83 , 31

Ω m 2 , 69

Phasenkoppler Eichhoff Phasenkoppler in der 3Phasen-Version mit LX "Kopplung

mit anderen Netzen".

Der Phasenkoppler hilft Powerline- signale von einer auf die andere Phase zu übertragen. Vor allem wenn z.B. in Altbauten auf eine 3 phasige Leitung (z.B. Herdan- schluss) verzichtet wurde, findet

das sog. "Übersprechen" der Powerlinesignale möglicherweise

nicht ausreichend statt.

Bridge Eine Bridge (deutsch „Brücke“) verbindet im Computernetz zwei Segmente auf der Ebene der Schicht 2 (Sicherungsschicht) des

OSI-Modells.

Repeater Prinzip des Repeaters in der Funktechnik. Ein Signal wird empfangen und in verstärkter Form

weitergesendet

OSI-Modell Zweck des OSI-Modells ist, Kommunikation über unterschied- lichste technische Systeme hinweg zu ermöglichen und die Weiterent-

wicklung zu begünstigen.

1 2 3 4 5 6 7

(19)

19

RE 1.425

Kondensator

Welcher Strom nimmt ein Kondensator von ¹² µ F bei 234 V _Span- nung ( 50 Hz _{) auf?}

Ω 3 , 265

A

8822

,

0

(20)

20

RE 1.426

Kondensator in Kompensationsanlage

In einer Fluo-Leuchte ist zur Kompensation ein Kondensator (unver- drosselt) von ³ ^, ⁷ µ F eingebaut (Kondensator einzeichnen).

a) Wie gross ist sein Widerstand bei 50 Hz _?

b) Wie gross ist er in Bezug auf die Rundsteuerfrequenz von Hz

1050 _?

CS

L N

CS 1

2

3

4

Typische Wertebereiche für Uf der Verschiedenen LED’s sind Rote 1,4V - 2,0V Grüne 2,0V - 2,8V Gelbe 2,2V - 2,5V Blaue 2,9V - 4,0V Weiße 2.9V - 3,6V Typische Betriebsströme If sind Standard LED 15mA - 20mA Low-Current LED etwa 3mA

Zusatzaufgabe

Wie gross muss der Vorwiderstand der Grünen Standard LED gewählt werden, damit sie in keinem Fall überlastet wird?

Ω 3 , 860

Ω 97 , 40

Gassfüllung Als Gasfüllung dient Quecksilber- dampf zur Emission von Ultravio- lettstrahlung und zusätzlich meist

Argon.

Leuchtstoffe Der Leuchtstoff setzt einen Groß- teil der UV-Strahlung in sichtbares Fluoreszenzlicht um. Der Rest der ultravioletten Strahlung wird durch das Glas der Lampe weitgehend absorbiert, so dass nur unbedenk- lich wenig gesundheitsschädliche UV-Strahlung aus der Lampe

dringt.

Zinksulfid oder chemisch ähnliche Verbindungen und Selten-Erd-Metalle-Oxide mit Aktivatoren dotiert, wie:

- zwei- und dreiwertige Lan- thanoid-Kationen - Zweiwertige Europium-

Kationen (blaues Licht) - Dreiwertige Europium-

Kation (rotes Licht) - Cu⁺- und Al3+-dotiertes

Zinksulfid (grünes Licht)

Farbwiedergabe Die farbliche Zusammensetzung des Lichtes wird bei Leuchtstoff- lampen wesentlich durch die Zusammensetzung der Beschich-

tung des Glases, zu einem Teil aber auch durch die primären Emissionslinien der Gasfüllung und

deren Hindurchtreten durch den Leuchtstoff und das Glas bestimmt.

Fluoreszenz Fluoreszenz ist die spontane Emission von Licht kurz nach der Anregung eines Materials. Dabei ist das emittierte Licht energieär- mer als das vorher absorbierte.

Fluoreszenz wurde erstmals 1852 von George Gabriel Stokes

beschrieben.

Das Wort „Fluoreszenz“ leitet sich von dem fluoreszierenden Mineral Fluorit (Flussspat, Calciumfluorid,

CaF2) ab.

Im Gegensatz zur Phosphoreszenz sind die Übergänge der Fluores-

zenz spinerlaubt. Das heißt, sie erfolgen zwischen Zuständen mit gleichem Spin. Fluoreszenz und Phosphoreszenz sind Formen der Lumineszenz (kaltes Leuchten).

Leutstofflampen Die Leuchtstofflampe ist eine Niederdruck-Gasentladungsröhre, spezieller: Metalldampflampe, die innen mit einem fluoreszierenden Leuchtstoff beschichtet ist.. Diese Schicht wandelt die Strahlung in

sichtbares Licht um.

LED

In weißen Leuchtdioden (LED) wandeln Fluoreszenzfarbstoffe, die

diesen Leuchtstoffen ähnlich sind, das monochromatische blaue Licht, das ein Halbleiterkristall erzeugt, in polychromatisches weißes Licht

um.

(21)

21

RE 1.430

Kondensator

Ein Kondensator muss bei 291 Hz einen Widerstand von 720 Ω auf-

weisen. Berechnen Sie die Kapazität! ⁰ ^, ⁷⁶ µ F

(22)

22

RE 1.432

Kondensator am Einheitsnetz

Zwischen Aussenleiter L1 und Neutralleiter N (Mittelpunktsleiter) ei- nes Einheitsnetzes ist ein Kondensator von ⁶ µ F geschaltet.

L

₁

L

₂

L

₃

N

C

Welcher Strom fliesst im Kondensator bei 240 V _Spannung ( f = 50 Hz )?

A

4524

,

0

(23)

23

RE 1.433

Kondensator

An einem Kondensator werden bei 100 V Spannung / 50 Hz _- 78 mA Stromaufnahme gemessen. Berechnen Sie:

a) Die kapazitive Reaktanz und b) die Kapazität des Kondensators!

Ω 1282

µ F

483 ,

2

(24)

24

RE 1.437

Kompensationskondensator

Einem Einphasenmotor wird zur Leistungsfaktorverbesserung ein Kondensator von ¹⁶ µ F parallel geschaltet. Wie gross ist seine Reak- tanz bei 50 Hz _?

Kasten für Klemmenbrett und Kondensator

A1

A2 M

∼ L N

C

C A1

L N

Rechtslauf

C A1

L N

Linkslauf

Ω 9 , 198

Universalmotor Der Einphasen-Reihen- schlussmotor ist ein Elektromotor, der mit Gleich- oder Wechselstrom läuft, ohne Veränderungen am Motor vornehmen zu müssen. Er ist

mit dem Gleichstromreihen- schlussmotor bis auf wenige

Details identisch.

Der Einphasen- Reihenschlussmotor gehört zur

Gruppe der Wechselstrom- Kommutatormotoren, er wird

deshalb auch Einphasen- Kommutatormotor genannt.

Kleinere Einphasen- Reihenschlussmotoren werden

auch als Universalmotor oder Allstrommotor bezeichnet.

Dieser Motor eignet sich für alle Geräte und Werkzeuge des täglichen Gebrauchs, da er auf Grund der hohen Drehzahlen nur

einen kleinen Bauraum benötigt und ein hohes Anlaufdrehmoment

erzeugt.

Dehzahlregulierung Seine Drehzahl und Leistung kann

über Phasenanschnitt verstellt werden. Diese Motoren werden heute mit Leistungen bis 3000 W

produziert.

Anwendungen Handbohrmaschine

Handkreissäge Winkelschleifer

Mixer Haarfön Staubsauger Waschmaschinen-

Schleudermotor

(25)

TG

9 5 101

Frage

Was versteht man unter dem elektrischen Feld?

+ -

Bild 1410.03.01

TG

9 5 102

Frage

Was drückt die elektrische Feldstärke aus?

TG

9 5 103

Frage

Wie ist ein Kondensator im Prinzip aufge- baut?

TG

9 5 104

Frage

Wovon ist die Grösse der in einem Konden-

sator gespeicherten Ladung abhängig?

(26)

TG

9 5 105

Frage

Was versteht man unter der Kapazität und welches ist ihre Einheit?

TG

9 5 106

Frage

Was stellt die Einheit der Kapazität dar?

TG

9 5 107

Frage

Ein Stosskondensator ⁰ ^, ² µ F liegt an einer Gleichspannung von 100 KV. Wie gross ist die gespeicherte Energie?

TG

9 5 108

Frage

Ein Stosskondensator ⁰ ^, ² µ F liegt an einer Gleichspannung von 100 KV. Er wird in

µ s

100 entladen. Welche Leistung wird da-

bei umgesetzt?

(27)

TG

9 5 109

Frage

Wovon ist die Kapazität eines Kondensators abhängig?

TG

9 5 110

Frage

Welche Bedeutung hat die Dielektrizitäts- zahl?

TG

9 5 111

Frage

Wie verhält sich der Kondensator bei Gleichstrom und wie bei Wechselstrom?

TG

9 5 112

Frage

Wieso darf ein polarisierter Elektrolytkon-

densator nicht an Wechselspannung ange-

schlossen werden?

(28)

TG

9 5 113

Frage

Wie verhalten sich Strom- und Spannung bei einem Kondensator an Wechselspannung zueinander?

Erstellen Sie die entsprechneden Liniendia- gramme!

TG

9 5 114

Frage

Wovon ist der kapazitive Widerstand eines Kondensators abhängig?

TG

9 5 115

Frage

Ein Kondensator mit ⁰ ^, ¹ µ F liegt an einer Wechselspannung 50Hz. Welchen kapaziti- ven Widerstand stellt er dar?

TG

9 5 116

Frage

Wie ergibt sich die Gesamtkapazität serie-

geschalteter Kondensatoren und wie gross

wird der resultierende kapazitive Wider-

stand?

(29)

TG

9 5 117

Frage

Wie verteilt sich die an einer Serieschaltung von Kondensatoren liegende Spannung auf die einzelnen Kondensatoren?

TG

9 5 118

Frage

Drei parallele Kondensatoren haben eine Gesamtkapazität von ²⁵ µ F . Zwei Konden- satoren sind gleich gross und haben eine Kapazität von je ⁴ ^, ⁵ µ F . Wie gross ist der der dritte Kondensator?

TG

9 5 119

Frage

Welche der folgenden Aussagen zum Kon- densator sind richtig und welche sind falsch?

a) Die Einheit der Kapazität ist F.

b) Eine Vergrößerung des Plattenabstandes führt zu einer Vergrößerung der Kapazität.

c) Eine Verkleinerung der Plattenflächen führt zu einer Verkleinerung der Kapazität.

d) Die Dielektrizitätszahl hat als Einheit As/Vm.

e)

Erhöht man an einem Kondensator die Span- nung, dann steigt auch dessen Ladung.

TG

9 5 120

Frage