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Version 6 1 Gemischte Schaltung
Wie gross ist der Gesamtwiderstand?
(A) 1,00kΩ (B) 1,48kΩ (C) 1,71kΩ (D) 6,80kΩ (E) 7,36kΩ (F) keiner
Ω
= k R1 1,20
Ω
=560 R2
Ω
= k R3 5,60
I1
R3 R1
R2 U
Begründen Sie Ihren Lösungsvorschlag!
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Version 6 2 Gemischte Schaltung
Welche Schaltung hat den kleinsten und welche den grössten Gesamtwider- stand?
(A) (B) (C)
(D) (E)
Alle Einzelwiderstände sind gleich gross (R=10Ω).
Komentieren Sie die elektrischen Eigenheiten jeder Schaltung. Machen Sie eine Schaltungsvereinfachung!
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Version 6 3 Gemischte Schaltung
Vier Widerstände von 30Ω, 40Ω und 50Ω sind, wie skizziert gemischt geschaltet.
Berechnen Sie den Gesamtwiderstand !
U
R2 R1
R4 I4
I3 R3
Ω
=40 R1
Ω
=40 R2
Ω
=30 R3
Ω
=50 R4
V U=100
Ω 25
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Version 6 4 Gemischte Schaltung
Berechnen Sie den resultierenden Widerstand!
R2 R1
I3 R3
Ω
=12 R1
Ω
=12 R2
Ω
=4 R3
V U3=40
Ω 10
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Version 6 5 Gemischte Schaltung
Berechnen Sie in der nachfolgenden Schaltung den Gesamtwider- stand.
Berechnen Sie den Gesamtwiderstand !
U
R3 R2
I5
I4
R1 R4
R5
Ω
=20 R1
Ω
=50 R2
Ω
=50 R3
Ω
=5 R4
Ω
=50 R5
V U=200
Ω 25
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Version 6 6 Verbraucherschaltungen
Berechnen Sie für die nachfolgenden vier Schaltungen den Gesamtwi- derstand R in einem Strang, wenn der Einzelwiderstand 50Ω besitzt.
Weiter sind die Leistungen an einem Strang und die Gesamtleistung zu berechnen (U =400V ).
U
StrStrU
3 UStr = U
U
StrStrU
U UStr =
U
StrStrU
3 UStr = U
U U
V U =400
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Version 6 7 Drehstromspeicherofen
An einem ∆-geschalteten Drehstromspeicherofen misst man, im spannungslosen Zustand, mit dem Ohmmeter je 60Ω (z.B. U1-V1).
Bestimmen Sie den Einzelwiderstand des Verbrauchers.
U1
U2
V1 W1
W2 V2
7.21.4
Ω 90
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Version 6 8 Gegeben ist untenstehende Schaltung mit den vier Widerständen.
R1
U
R4
R2
R3
R1 = 24 Ω R2 = 16 Ω R3 = 12 Ω, R4 = 8 Ω
Die Spannung beträgt U=12 V.
Berechnen Sie
a) den Ersatzwiderstand, b) den Gesamtstrom,
c) die Teilspannungen U1 und U3.
Ω 4 14,
A ,8333 0
V 12 , 4V
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Version 6 9 Störung Warmwasserspeicher
Die drei Heizwiderstände eines Warmwasserspeichers mit Widerständen von je 53 Ω nehmen in Stern-Schaltung an einem Drehstromnetz 3 x 400 V einen Strom von Ι = 4,36 A auf.
400 V
R2 R3
R1
1
3 2
Berechnen Sie den Strom im Leiter L1, wenn das Überstrom- schutzorgan im Leiter L2 ausge- löst hat.
A ,77 3
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Version 6 10 Die Widerstände in nachstehender Schaltung sind gleich gross. Wel-
cher Wert weist ein einzelner Widerstand auf, wenn der Gesamtwider- stand dieser Kombination 14Ω beträgt.
R4
R2
R1
R3
R5
R4
R2
R1
R3
R5
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Version 6 11 Ein Heizofen besteht aus drei gleichen in Dreieck geschalteten Wider-
stände. Mit dem Ohmmeter wird (siehe Figur) ein Widerstandswert von 22Ω gemessen. Wie gross sind die Einzelwiderstände?
U1
U2
V1 W1
W2 V2
7.21.4
Für zwei parallele Widerstände gilt:
2 1
2 1
R R
R R R
+
= ⋅
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Version 6 12 Gemischte Schaltung
Aus nachstehender Schaltung ist der Gesamtstrom zu bestimmen.
R2
R1
Ω 30
R3
R4
R5
220V
Ω 1 0
Ω 20
8A , 0
4A ,
? 0
= I
R2
R1
30
R3
R4
R5
220V
1 0
20
8A , 0
4A ,
? 0
I
4A
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Version 6 13 Berechnen Sie für die nachfolgende Schaltung alle fehlenden Grös-
sen. Es ist für die Schaltung eine Ersatzschaltung zu zeichnen, damit die Ströme und Spannungen besser überblickt werden können. Alle berechneten Werte sind in der ursprünglichen und in der Ersatzschal- tung einzutragen. Für alle Berechnungen sind Formelgleichung, Wer- tegleichung und Einheiten anzugeben.
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Version 6 14 Berechnen Sie für die nachfolgende Schaltung alle fehlenden Grös-
sen. Es ist für die Schaltung eine Ersatzschaltung zu zeichnen, damit die Ströme und Spannungen besser überblickt werden können. Alle berechneten Werte sind in der ursprünglichen und in der Ersatzschal- tung einzutragen. Für alle Berechnungen sind Formelgleichung, Wer- tegleichung und Einheiten anzugeben.
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Version 6 15 Berechnen Sie für die nachfolgende Schaltung alle fehlenden Grös-
sen. Es ist für die Schaltung eine Ersatzschaltung zu zeichnen, damit die Ströme und Spannungen besser überblickt werden können. Alle berechneten Werte sind in der ursprünglichen und in der Ersatzschal- tung einzutragen. Für alle Berechnungen sind Formelgleichung, Wer- tegleichung und Einheiten anzugeben.
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Version 6 16 Berechnen Sie für die nachfolgende Schaltung alle fehlenden Grös-
sen. Es ist für die Schaltung eine Ersatzschaltung zu zeichnen, damit die Ströme und Spannungen besser überblickt werden können. Alle berechneten Werte sind in der ursprünglichen und in der Ersatzschal- tung einzutragen. Für alle Berechnungen sind Formelgleichung, Wer- tegleichung und Einheiten anzugeben.
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Version 6 17 Die Schaltung liegt an der Spannung von 230V. Berechnen Sie für die
nachfolgende Schaltung alle möglichen Grössen (Gesamtwiderstand, Gesamtstrom, Strom in jedem Widerstand, Spannung an jedem Wi- derstans und die Gesamtleistung und die Teilleistungen.
Es sind für die Schaltung - Ersatzschaltungen zu zeichnen, damit die Ströme und Spannungen besser überblickt werden können. Alle be- rechneten Werte sind in der Ersatzschaltung einzutragen. Für alle Be- rechnungen sind Formelgleichung, Wertegleichung und Einheiten an- zugeben.
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Version 6 18 Die Schaltung liegt an der Spannung von 230V. Berechnen Sie für die
nachfolgende Schaltung alle möglichen Grössen (Gesamtwiderstand, Gesamtstrom, Strom in jedem Widerstand, Spannung an jedem Wi- derstans und die Gesamtleistung und die Teilleistungen.
Es sind für die Schaltung - Ersatzschaltungen zu zeichnen, damit die Ströme und Spannungen besser überblickt werden können. Alle be- rechneten Werte sind in der Ersatzschaltung einzutragen. Für alle Be- rechnungen sind Formelgleichung, Wertegleichung und Einheiten an- zugeben.
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Version 6 19 Die Schaltung liegt an der Spannung von 230V. Berechnen Sie für die
nachfolgende Schaltung alle möglichen Grössen (Gesamtwiderstand, Gesamtstrom, Strom in jedem Widerstand, Spannung an jedem Wi- derstans und die Gesamtleistung und die Teilleistungen.
Es sind für die Schaltung - Ersatzschaltungen zu zeichnen, damit die Ströme und Spannungen besser überblickt werden können. Alle be- rechneten Werte sind in der Ersatzschaltung einzutragen. Für alle Be- rechnungen sind Formelgleichung, Wertegleichung und Einheiten an- zugeben.
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Version 6 20 Die Schaltung liegt an der Spannung von 230V. Berechnen Sie für die
nachfolgende Schaltung alle möglichen Grössen (Gesamtwiderstand, Gesamtstrom, Strom in jedem Widerstand, Spannung an jedem Wi- derstans und die Gesamtleistung und die Teilleistungen.
Es sind für die Schaltung - Ersatzschaltungen zu zeichnen, damit die Ströme und Spannungen besser überblickt werden können. Alle be- rechneten Werte sind in der Ersatzschaltung einzutragen. Für alle Be- rechnungen sind Formelgleichung, Wertegleichung und Einheiten an- zugeben.
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Version 6 21 Die Schaltung liegt an der Spannung von 230V. Berechnen Sie für die
nachfolgende Schaltung alle möglichen Grössen (Gesamtwiderstand, Gesamtstrom, Strom in jedem Widerstand, Spannung an jedem Wi- derstans und die Gesamtleistung und die Teilleistungen.
Es sind für die Schaltung - Ersatzschaltungen zu zeichnen, damit die Ströme und Spannungen besser überblickt werden können. Alle be- rechneten Werte sind in der Ersatzschaltung einzutragen. Für alle Be- rechnungen sind Formelgleichung, Wertegleichung und Einheiten an- zugeben.
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Version 6 22 Die Schaltung liegt an der Spannung von 230V. Berechnen Sie für die
nachfolgende Schaltung alle möglichen Grössen (Gesamtwiderstand, Gesamtstrom, Strom in jedem Widerstand, Spannung an jedem Wi- derstans und die Gesamtleistung und die Teilleistungen.
Es sind für die Schaltung - Ersatzschaltungen zu zeichnen, damit die Ströme und Spannungen besser überblickt werden können. Alle be- rechneten Werte sind in der Ersatzschaltung einzutragen. Für alle Be- rechnungen sind Formelgleichung, Wertegleichung und Einheiten an- zugeben.
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Version 6 23 Die Schaltung liegt an der Spannung von 230V. Berechnen Sie für die
nachfolgende Schaltung alle möglichen Grössen (Gesamtwiderstand, Gesamtstrom, Strom in jedem Widerstand, Spannung an jedem Wi- derstans und die Gesamtleistung und die Teilleistungen.
Es sind für die Schaltung - Ersatzschaltungen zu zeichnen, damit die Ströme und Spannungen besser überblickt werden können. Alle be- rechneten Werte sind in der Ersatzschaltung einzutragen. Für alle Be- rechnungen sind Formelgleichung, Wertegleichung und Einheiten an- zugeben.
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Version 6 24 Die Schaltung liegt an der Spannung von 230V. Berechnen Sie für die
nachfolgende Schaltung alle möglichen Grössen (Gesamtwiderstand, Gesamtstrom, Strom in jedem Widerstand, Spannung an jedem Wi- derstans und die Gesamtleistung und die Teilleistungen.
Es ist eine Ersatzschaltungen zu zeichnen, damit die Ströme und Spannungen besser überblickt werden können. Alle berechneten Wer- te sind in der Ersatzschaltung einzutragen. Für alle Berechnungen sind Formelgleichung, Wertegleichung und Einheiten anzugeben.
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Version 6 25 Die Schaltung liegt an der Spannung von 230V. Berechnen Sie für die
nachfolgende Schaltung alle möglichen Grössen (Gesamtwiderstand, Gesamtstrom, Strom in jedem Widerstand, Spannung an jedem Wi- derstans und die Gesamtleistung und die Teilleistungen.
Es sind für die Schaltung - Ersatzschaltungen zu zeichnen, damit die Ströme und Spannungen besser überblickt werden können. Alle be- rechneten Werte sind in der Ersatzschaltung einzutragen. Für alle Be- rechnungen sind Formelgleichung, Wertegleichung und Einheiten an- zugeben.
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Version 6 26 Gemischte Schaltung
Ein Spannungsteiler-Poti von RP =3500Ω (Gesamtwiderstand liegt an der Gesamtspannung U=230V und teilt diese auf U2=90V im unbelas- teten 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
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Version 6 27 Gemischte Schaltung
Berechnen Sie die fehlenden Werte in der Tabelle unter Berücksichti- gung der dargestellten Schaltung!
16,8V
R8
R5 R6 R7
R4
R1 R2 R3
I6 I2
I4
U ] [V
I ] [A
R ] [Ω
P ] [W
R1 100Ω
R2 0,04A
R3 4,8V
R4 0,06A
R5 6,0V
R6 0,04A
R7 40Ω
R8 200Ω
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Version 6 28 Gemischte Schaltung
Ω 6
Ω 6
Ω 12
Ω 9
Ω 18
Ω 5
18V 6
6
9 18 5
B A
-
+
+
-
Entsteht zwischen den Punkten A und B eine Spannung?
Wenn ja, wie gross ist sie und auf welche Sei- te schlägt das Voltme- ter aus?
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Version 6 29 Gemischte Schaltung
Berechnen Sie jeweils den gesamten Widerstand zwischen A und B bei den Schalterstellungen 1-6!
Ω 100
Ω 50
Ω 50
Ω 100
Ω 50
Ω Ω 50
50
Ω
100 100Ω 100Ω
100 50 50
100 50 50
B
50
A
100 100 100
1 2
3
4
6 5
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Version 6 30 Nullung TN-S
Zeichnen Sie in der unteren Schaltung den Stromkreis bei einem Erd- schluss ein!
a) Zeichnen Sie eine Ersatzschaltung mit allen Widerständen und Überstromunterbrechern ein!
b) Bestimmen Sie für den Erdschluss den Schlaufenwiderstand RS! c) Wie gross ist der Erdschlussstrom?
d) Wie goss ist die Berührungsspannung UB?
RT E RE
RL
RPEN
HAK
Fundament beim Bezüger Fundament
in der TS
EVU
Transformatorenstation
Verbraucher L1
PE PEN PE
N Netz-Trafo
L2 L3
L2 L3
L1 L2 L3 L1
TN-C
Primär
HPA Sekundär
Bezüger TN-S
RT E RE
RL
RPEN
N HV
Ω 4 , 1
3A , 164
43V , 16
V U0 =230
Ω
=2 RTE
Ω
=1 RE
Ω
=0,2 RTr
Ω
=0,5 RL
Ω
=0,5 RPEN
Widerstrand der Verbraucherleitung
Ω
=0,1 RVL
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Version 6 31
RE 1.275
Mögliche Schaltungen
Aus drei Widerständen von je 120Ω werden alle möglichen gemischten Schaltungen gebildet.
Machen Sie jeweils eine Schaltungsskizze und berechnen Sie für diese den Gruppenwiderstand!
Ω 180
Ω 80
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Version 6 32
RE 1.276
Mögliche Schaltungen
Wie gross ist der Gesamtwiderstand einer aus 4 Einzelwiderständen von je 200Ω gebildeten Schaltung?
Es sind alle möglichen Varianten zu zeichnen und zu rechnenwerden alle möglichen gemischten Schaltungen gebildet.
Machen Sie jeweils eine Schaltungsskizze und berechnen Sie für diese den Gruppenwiderstand!
Ω 80
Ω 120
Ω 150
Ω 200
Ω 7 , 266
Ω 3 , 333
Ω 500
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Version 6 33
RE 1.277a
Gemischte Schaltung
Vier Widerstände von 20Ω, 30Ω, 40Ω und 50Ω sind wie skizziert ge- schaltet.
20
40
30
50
Berechnen Sie für die Schaltung den Gesamtwiderstand (230V ) und die Ströme! Tragen Sie alle Werte in der vorhandenen Grafik ein!
Ω 14 , 32
5A 15 , 7
6A , 4
5A 5 , 2
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Version 6 34
RE 1.277b
Gemischte Schaltung
Vier Widerstände von 20Ω, 30Ω, 40Ω und 50Ω sind wie skizziert ge- schaltet.
20
40 30
50
Berechnen Sie für die Schaltung den Gesamtwiderstand (230V ) und die Ströme! Tragen Sie alle Werte in der vorhandenen Grafik ein!
Ω 14 , 32
5A 15 , 7
6A , 4
5A 5 , 2
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Version 6 35
RE 1.277c
Gemischte Schaltung
Vier Widerstände von 20Ω, 30Ω, 40Ω und 50Ω sind wie skizziert ge- schaltet.
20
40 50
30
Berechnen Sie für die Schaltung den Gesamtwiderstand (230V ) und die Ströme! Tragen Sie alle Werte in der vorhandenen Grafik ein!
Ω 102
255A , 2
353A , 1
902A , 0
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Version 6 36
RE 1.277d
Gemischte Schaltung
Vier Widerstände von 20Ω, 30Ω, 40Ω und 50Ω sind wie skizziert ge- schaltet.
20 40 50
30
Berechnen Sie für die Schaltung den Gesamtwiderstand (230V ) und die Ströme! Tragen Sie alle Werte in der vorhandenen Grafik ein!
Ω 38 , 15
95A , 14
6A , 4
75A , 5
6A , 4
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Version 6 37
RE 1.277e
Gemischte Schaltung
Vier Widerstände von 20Ω, 30Ω, 40Ω und 50Ω sind wie skizziert ge- schaltet.
20 40 50
30
Berechnen Sie für die Schaltung den Gesamtwiderstand (230V ) und die Ströme! Tragen Sie alle Werte in der vorhandenen Grafik ein!
Ω 22 , 23
905A , 9
538A , 3
769A , 1
308A , 5
6A , 4
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Version 6 38
RE 1.278
Gemischte Schaltung
Die fünf gezeichneten Widerstände besitzen je 100Ω.
1 2
Wie Gross ist der Gesamtwiderstand:
a) in Schalterstellung 1 und b) in Schalterstellung 2?
Ω 175
Ω 7 , 266
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Version 6 39
RE 1.279
Gemischte Schaltung
Welche Spannung herrscht zwischen den Klemmen + und – der gege- benen Schaltung?
24Ω 38V
20Ω
6Ω U
+
-
9V , 58
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Version 6 40
RE 1.280
Gemischte Schaltung
Auf welchen Wert ist der Vorwiderstand einzustellen?
120Ω
152V 60Ω
U=230V RV
Ω 53 , 20
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Version 6 41
RE 1.281
Gemischte Schaltung
Drei Widerstände von 8Ω, 16Ω und 20Ω sind parallel geschaltet. Die- ser Gruppe vorgeschaltet ist ein Widerstand, dessen Ohmwert zu be- stimmen ist (Schaltungsskizze). Die Geamtspannung ist 230V , der Gesamtstrom 6,2A.
Ω 89 , 32
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Version 6 42
RE 1.282
Gemischte Schaltung
Einer Gruppe (Skizze machen) von 2 parallel geschalteten DC-Relais (R2 =1kΩ, R3=3,6kΩ) ist ein Relais (R1=17,4Ω) vorgeschaltet. Die Ge- samtspannung beträgt 36V.
Berechnen Sie:
a) den Gesamtwiderstand, b) die Stromstärke im Relais R1, c) die Stromstärke im Relais R2, d) die Stromstärke im Relais R3 und e) die Spannung am Relais R1!
Ω 800 45mA
22mA , 35
783mA , 9
783V , 0
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Version 6 43
RE 1.283
Gemischte Schaltung
Heizgerät mit zwei in Serie geschalteten Elementen von je 10Ω Wider- stand, welchen Relais K von je 420Ω parallel geschaltet sind. Erleidet ein Heizelement einen Unterbruch, so spricht das parallele Relais an und schaltet die zugehörige Lampe ein.
10Ω
235V
10Ω
K K
Es ist zu bestimmen:
a) der Gesamtwiderstand ohne Störung,
b) die Spannung an den Relaisspulen ohne Störung,
c) der Gesamtwiderstand, wenn ein Heizelement unterbrochen ist und d) die Relaisspulenspannungen, wenn ein Heizelement unterbrochen
ist!
Ω 53 , 19
5V , 117
Ω 8 , 429
8V , 229
22V , 5
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Version 6 44
RE 1.284
Gemischte Schaltung
Wieviel Ohm besitzt der Nebenwiderstand R1, wenn in der Relaisspule R 12mA fliessen sollen?
72V +
-
8mA 1kΩ R
R1
Ω 15k
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Version 6 45
RE 1.302
Gemischte Schaltung
Berechnen Sie aus der Schaltung den Gesamtwiderstand!
U
20Ω
120Ω
120Ω
60Ω
60Ω
60Ω 14Ω
12Ω 24Ω 48Ω 48Ω
Ω 160
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Version 6 46
RE 1.305
Gemischte Schaltung
Der Ersatzwiderstand der gesamten Schaltung beträgt 36Ω.
U
12Ω
34Ω 19Ω
RX
Berechnen Sie RX!
Ω 22
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Version 6 47
EP 4/13
Unfalluntersuchung - Elektrounfall
Ein defektes Warmwassergerät war Ursache des elektrischen Unfalls im Nebenraum eines Sitzungssaales. Durch einen Isolationsschaden entstand ein Körperschluss. Die geforderte „Automatische Abschaltung der Stromversorgung“ gemäss NIN 4.1.1 und NIN 4.3 war nicht funkti- onstüchtig. Der Leitungsschutzschalter hatte nicht ausgelöst.
Untersuchen Sie die möglichen Ursachen des Unfalls. Wie hätte der Unfall vermieden werden können?
Die Wirkungen des Stromes auf den menschlichen Körper sind von der Dauer des Stromflusses und der Stromstärke abhängig. Es ist zu untersuchen, von welchen Faktoren die Stärke des bei einem elektri- schen Unfall durch den Körper fliessenden Stromes abhängig ist.
Konkreter Auftrag:
a) Entwickeln Sie mit Hilfe der vorgegebenen Schaltung des Fehler- stromkreises das Wi- derstandsschaltbild!
b) Berechnen Sie den Wi- derstand der Zuleitung (RL) vom Stromkreis- verteiler bis zum An- schluss des Warmwas- sergerätes!
c) Wovon hängt der Strom ab, der bei einem elektrischen Unfall durch den menschlichen Körper fliesst?
d) Ermitteln Sie den im Fehlerstromkreis flies- sende Strom!
e) Welche Wirkungen sind beim vorliegenden Fall bei einer Einwirkdauer von 2s zu erwarten?
Als Hilfe dient das ne- benstehende Dia- gramm.
f) Wie hätte der elektrische Unfall vermieden werden können?
Ω 24 , 0
Ω 64 , 0
Ω 5 , 961 242mA
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Version 6
TG
101 Frage Wie berechnet man aus der gemischten Schal-
tung den Gesamtwiderstand?
Vorschrift
Literatur Antwort
TG
102 Frage In welcher Schaltung bleibt die Spannung immer
gleich?
TG
103 Frage Was bleibt in der Serieschaltung von Widerstän-
den immer gleich?
TG
104 Frage