Berechnen Sie den Zuleitungsstrom

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Version 6 1

RE 1.16

Zuleitungsstrom

Berechnen Sie den Zuleitungsstrom ^I !

I

I

I

I

I

A I

= 18 , 2

A I

= 9 , 6

A I

= 21 , 7

A I

= 17 , 2

A

7

,

66

zufliessend

2

RE 1.17

Sammelschiene

Eine Sammelschiene führen einige Leiter folgende Ströme zu:

A

I

= 802 , Skizze:

kA I

= 1 , 027 ,

A I

= 189 ,

A I

= 503 und

A I

= 992 .

Wie gross ist der von der Sammelschiene abgehende Strom in der Hauptleitung (in A und kA )?

A 3513

kA

513

,

3

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Version 6 3

RE 1.27

Serieschaltung von Widerständen

An drei hintereinandergeschalteten Widerständen liegt je eine Span- nung von 26 V .

Wie gross ist die Gesamtspannung?

V

78

4

RE 1.18

Verbraucher eines Automobils

An einer Sicherung eines Automobils sind folgende Verbraucher an- geschlossen und in Betrieb:

Scheinwerfen (Stufe 2) 2 , 8 A Lüftungsventilator 2 , 3 A 2 Rückfahrscheinwerfer je 1 , 25 A

Welcher Strom fliesst durch die Sicherung?

A

6

,

7

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Version 6 5

RE 1.28

Dynamo

Ein 12 V -Dynamo speist zwei seriegeschaltete Kleinspannungs- lampen.

Wie gross ist die Spannung an der ersten Lampe, wenn die Span- nung an der zweiten Lampe 8 , 2 V gemessen wurde?

V 8 , 3

Seitendynamo Der absolute Spitzenreiter unter

den Seitenläufern in Sachen Wirkungsgrad kam aus der Schweiz: Dieser Dynamo setzt nach Herstellerangaben bisher unerreichte 86 % der Tretleistung des Radlers in elektrische Energie um! Der Dynamo ist so leichgän-

gig, dass er, nachdem man ihn kurz angedreht hat, eine Zeit lang

nachläuft. Der Radler muss laut Hersteller nur rund 4,5 Watt aufbringen, um diesen Dynamo anzutreiben (dies entspräche aber

einem Wirkungsgrad von "nur" 67

%). Bisher wurden über 15 W der Tretleistung für den Dynamo abgezweigt (ein Durchschnittsrad-

ler bringt etwa 50 W auf die Pedale).

Nabendynamo

Die gemessenen Wirkungsgrade lagen zwischen 62 % und 45 % bei

10 bis 26 km/h (Modell mit Voll- achse) bzw. 46 % und 40 % bei 10

bis 26 km/h (Modell mit Hohlach- se)1). Ab rund 25 km/h läuft der Dynamo mit eingeschaltetem Licht

leichter als mit ausgeschaltetem Licht. Verursacht wird dieses Phänomen durch Wirbelströme im

unbelastetem Zustand.

6

RE 1.19

Elektroverteilung

Bestimmen Sie den Strom I

und geben Sie an, ob er zu- oder weg- fliessend ist!

I

I

I

I

I

A I

= 210

A I

= 187

A I

= 120

A I

= 178

A

99

zufliessend

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Version 6 7

RE 1.29

Seriewiderstände

Wieviele gleichgrosse Wiederstände muss man in Reihe schalten, damit bei einer Speisespannung von 110 V an jedem Widerstand eine Spannung von 5 , 5 V herrscht?

20

8

RE 1.20

Verteiler-Klemme

Einer Klemme fliessen folgende Ströme zu:

A

I

= 12 , 1 , Skizze:

A I

= 9 , 3 ,

A I

= 48 , 2 ,

während Ströme von A

I

= 76 , 1 und A

I

= 17 , 8 wegfliessen.

Wie gross ist der Strom im sechsten Draht? Fliesst er weg oder zu?

A

3

,

24

zufliessend

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Version 6 9

RE 1.30

Voltmeter Messbereichserweiterung

Mit einem Voltmeter mit dem Messbereich 0 , 3 V will man maximal 60 V messen können.

Berechnen Sie die Spannung, welche der Vorwiderstand bei Vollaus- schlag verbrauchen muss (Skizze der Schaltung verlangt R

, R

)!

V

7

,

59

10

RE 1.21

Alternator

Der Alternator eines Autos liefert einen Strom von 24 , 2 A , davon wer- den 3 , 6 A für die Zündung, 9 , 8 A für die Beleuchtung und 5 , 5 A für den Scheibenwischermotor verbraucht.

Alternator Zündung Beleuchtung Scheibenwischer-

Motor Batterie

(Akkumulator)

G M

Welcher Strom fliesst zur Batterie?

(Skizze der Schaltung verlangt I

, , I

, I

, I

und I

)!

A

3

,

5

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Version 6 11

RE 1.31

Klemmenspannungen

Welche Spannung herrscht zwischen den Klemmen 2 und 3? Be- schreiben Sie den Lösungsansatz mit der Maschenregel – dabei ist die Spannung U

in der Skizze vorher einzuzeichnen!

U

U

1 3

V U

= 110

V U

= 80

V

30

12

RE 1.22

Transistor

An einem Transistor werden folgende Ströme gemessen:

I

I

I

n

n p

A I

= 115 µ

A I

= 0 , 081

Bestimmen Sie den Kollektorstrom ( I

)!

mA 885 , 80

Transistoren Der Begriff „Transistor“ ist

eine Kurzform des engli- schen Transfer Resistor.

npn

Bipolartransistoren werden in npn- und pnp-Typen unterteilt. Die Buchstaben geben die Reihenfolge und den Dotierungstyp der Schich-

tung an. Somit bildet ein Bipo- lartransistor im Wesentlichen immer zwei gegeneinander geschaltete pn-Übergänge (ähnlich

dem in einer pn-Diode). Die drei Anschlüsse werden Kollektor (C, collector) Basis (B, base) und

Emitter (E, emitter) genannt.

pnp

Um sich die Pfeilrichtung des Schaltzeichens besser merken zu können, gibt es einen einprägsa-

men Spruch: „Tut der Pfeil der Basis weh, handelt sich′s um pnp.

Leistungs- Transsistor

Leistungstransistor vom Typ 2N3055 im TO-3-Gehäuse,

durch eine Glimmerscheibe elektrisch isoliert auf einem Aluminium-Kühlkörper aufge-

schraubt.

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Version 6 13

RE 1.32

Klemmenspannung Batterie

Wie gross muss die Spannung der Batterie im skizzierten Fall sein?

U1

U

5V 10V 15V 20V20V 25V

+

Berechnen Sie die Batteriespannung, wenn die Schaltung durch zwei weitere Seriewiderstände erweitert wird!

U1

U

5V 10V 15V 20V20V 25V

+

V 30

V

75

14

RE 1.23

Spannungsteiler

Berechnen Sie die Ströme I

und I

!

U

U

U

+ I

I

I

I

-

A I = 8 , 21

A I

= 5 , 67

A 54 , 2

A

21

,

8

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Version 6 15

RE 1.33

Massewiderstand

Ein Massewiderstand ( U = 18 V ) mit ¹² Abgriffen ist wie gezeichnet angeschlossen. Wie gross ist U

!

U

U

0 2 4 6 8 10 12

V

5

,

10

16

RE 1.24

Grossknoten - Leiternetz

Im dargestellten Leiternetz sind die Ströme I

, I

, I

und I

zu bestimmen!

I

I

I

I

92 0A

21 1A

a b

c

d 72A 83 A

Für die Berechnung der Ströme ist jeweils der Knotensatz aufzu- schreiben.

A 155

A 781

A 139

A

392

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Version 6 17

RE 1.34

Maschensatz

Berechnen Sie die Spannung am Widerstand R

( U

₌ 1 , 2 V , U

₌ 4 , 5 V )!

U

R

U

Maschenregel aufschreiben ist Pflicht.

V

3

,

3

18

RE 1.25

Knotensatz

Berechnen Sie den Strom I in Richtung und Grösse!

I

I

I

I I

A I

= 30 , 2

A I

= 13 , 5

A I

= 14 , 8

A I

= 12 , 4 (Knotenregel aufschreiben ist Pflicht)

A 5 , 16

wegfliessend

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Version 6 19

RE 1.35

Maschensatz

Es sind die Spannungen U und U

zu berechnen!

U

U

U

+

-

U

U

(Neue Skizze mit Werten und Maschen eintragen, sowie Maschregeln aufschreiben

ist Pflicht) V

U

= 3 , U

= 11 V , U

= 6 V

V 14

V

5

20

RE 1.26

Knotensatz

Bestimmen Sie die Ströme I

, I

und I

!

I

I

77mA 301mA I

8 8 m A

(Knotenregeln aufschreiben ist Pflicht)

mA 11 224 mA

mA

312

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Version 6 21

RE 1.36

Maschensatz

Aus der gegebenen Angaben sind die Spannungen U

, U

und U

zu bestimmen ( U = 60 V )!

U

U

U

U

U +

U

U

U

V

U

= 12 , U

= 9 V , V

U

= 16 , U

= 16 V

V 39

V 23

V

7

22

RE 1.38

Verbraucher eines Autos

Bei stehendem Motor sind bei einem Auto folgende Verbraucher ein- geschaltet, die die nachfolgenden Ströme aufnehmen:

2 Abblendleuchten je ^{3 , 33 A} 2 Standleuchten je ^{0 , 33 A} 2 Schlussleuchten je ^{0 , 4 A} 2 Nummernleuchten je ^{0 , 4 A} 4 Instrumentenleuchten je ^{0 , 25 A} 1 Innenraumleuchte ^{0 , 5 A} 1 Radioapperat ^{2 , 5 A}

Alternator Laderegler

G

Wie gross ist der der Batterie entnommene Strom?

(Machen Sie eine Skizze der Schaltung)

Abblendleuchte Standleuchte Schlussleuchte Nummernleuchte Innenraum- leuchte

Batterie (Akkumulator)

1 2 3 4 5

Radioapparat

A

92

,

12

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Version 6 23

RE 1.39

Serieschaltung Heizung

Wie gross sind die Spannungen an den zwei, hintereinandergeschal- teten Heizspiralen einer Kochplatte, wenn die angelegte Spannung von U = 400 V im Verhältnis 1 : 3 , 5 aufgeteilt werden.

U

U

U

V 8 8 , 88

V

1

,

311

24

RE 1.40

Parallelschaltung Heizung

In einer Schaltung zweier nebeneinander geschalteter Widerstände sind folgende Grössen bekannt:

U

U

+

- U

I

I

I

Ω

= 72 R

A I

= 0 , 86

V U = 110

Berechnen Sie den Widerstand R

und den Gesamtstrom!

Ω 9 , 127

A

388

,

2

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Version 6 25

RE 1.42

Parallele Widerstände

Wieviele 1 , 6 k Ω -Widerstände muss man parallel schalten, um an einer Spannung von 230 V einen Strom 3 , 45 A zu erhalten?

24

26

RE 1.43

Gemischte Schaltung

Welche Spannung muss an die gegebene Schaltung angelegt wer- den, wenn alle Widerstände 44 Ω besitzen?

R

+

- U

R

R

I

A I = 1 , 08

V

28

,

71

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Version 6 27

RE 1.45

Gemischte Schaltung

U

U

U

U

U

U

U

U

Berechnen Sie die Spannung an den Einzelwiderständen, soweit sie nicht gegeben sind!

V U = 12

V U

= 3

V U

= 3

V U

= 6

V 3

V 9

V

0

28 Serieschaltung

Gegeben ist der skizzierte Spannungsteiler.

V U

= 36

Ω

= 0 R

Ω

= 1000 R

Ω

= 2000 R

a) In welchem Verhältnis stehen die Spannungen U

und U

zuein- ander?

b) Wie gross ist die Spannung U

? c) Wie gross ist die Spannung U

?

2 : 1

V 12

V

24

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Version 6 29 Gemischte Schaltung

In der skizzierten Schaltung sind alle Widerstände gleich gross.

Ω

= 200

R , U

= 550 V

Wie gross ist die Spannungen U

?

V

50

TG

7.5 101

(6-40) (6-36)

Frage

Was verstehen Sie unter den Kirchhoffschen Gesetzen!

Vorschrift

Literatur Antwort

Knotenregel

I 1

I 2

I 3 Bild 1.6.1

Maschenregel

2

1

U

U

U = + [V ]

TG

7.5 102

(6-41) Frage

Was verstehen Sie unter der Maschenregel?

Machen Sie eine Skizze mit zwei Widerständen in Serie?

Vorschrift

Literatur Antwort

Die Summe der Speisungen ist gleich der Summe der verbrauchten Spannungen.

R

U

I R

U

U

Bild 1.4.3

I

I

2

1

U

U

U = + [V ]

TG

7.5 103

Frage Vorschrift

Literatur Antwort

TG

7.5 104

Frage Vorschrift

Literatur Antwort