Klausur
Grundlagen der Elektrotechnik (Musterlösung)
Lösung 1:
1. Berechnung des Gesamtwiderstandes RG
RG = R1 || (R2 + R3 || (R4+R5)) Reihen- und Parallelschaltung erkennen (1P)
RG = 2,5 Ω Werte einsetzen und richtige Ergebnis (1P)
Berechnung des Stromes I
I = U / R = 4 A Folgefehler berücksichtigen (1P) 2. Berechnung der SpannungUR3
UR3 = Rp/ (R2 + Rp) × U = 4 V, mit Rp =R3 || (R4 + R5) (1P) 3. Berechnung des Stromes I1
I1 = RG / R1 × I = 2 A Folgefehler berücksichtigen (1P)
Lösung 2:
1.
Ersatzschaltbild (1P)
I1u = − U / (R1 + R2 + R3) = −1 A Berechnung (1P)
2.
Ersatzschaltbild (1P)
I1i = − I·(R1 || (R2 + R3)) / R1= −2 A Berechnung (1P) 3. I1 = I1u + I1i = −1 A + (−2 A) = −3 A Folgefehler berücksichtigen (1P)
1. C = Q / U = 1,77 pF (1P) 2. C1 = εr ε0 (x A / d), C2 = ε0 (y A / d)
CG = C1 + C2 =
�
0
0 r
:
( )
C
A x y e d e
=
+ (1P)
Einsetzen: x+y = 1
CG / C0 = (εr− 1) x+ 1 Einsetzen und die Formel bekommen (1P)
x = 0,8; y = 0,2; x : y = 4:1 Endergebnis (1P)
3. E = U / d = 12 kV/m für Luft und Dielektrikum (1P)
Lösung 4:
1. UiN = Pmech,N / IaN = 200 V (1P)
Ra = (UaN − UiN) / IaN = 3,64 Ω Folgefehler von UiN berücksichtigen (1P)
2. Iges = IaN + IfN = IaN + UaN / Rf = 6,6 A (1P)
UqN=RiIges+UaN= 223,3 V Folgefehler von Igesberücksichtigen (1P) 3. ηN = Pmech,N / (UqN Iges) = 0,75 Folgefehler von UqN und Iges berücksichtigen (1P)
1)
-
+
= +
+
= R j L C
C L j
j R
Z w w
w w1 1
2
2 1
|
|
-
+
= R L C
Z w w
2 2
) 001 , 0 50 2 ( ) 1 1 , 0 50 2 ( ) 20 (
|
|
× - ×
×
× +
= Hz H Hz F
Z p p = 34,6 W (1P)
= °
× - ×
×
×
=
-
= 54,68
20
) 001 , 0 50 2 ( ) 1 1 , 0 50 2 1 (
arctan Hz H Hz F
R
L C p p
w w
j (1P)
2)
|
|
|
| |
| Z
I = U = 36,98 W
120V = 3,25 A (1P)
Re Im
-Im
U
I U
RU
LU
C(2P)
3)
Z = R (1P)
°
=0
j
Lösung 6:
1)
Knotengleichung: k: I1 = I2
Maschengleichungen: m1: Ue1-I1×R1 =0
m2: Ue-Ua -I1×R1-I2×Z2 =0 (3P)
2)
e C U R j
R e R
U C R j
a R U
e Z U R
Z R e R
R U Z e R
Z U a Z U
C C C
+ ×
× -
=
× +
× -
=
× ×
× + -
=
× -
=
× -
=
2 2 1
2 1
2 2 1 1
2 1
2
1 1 1
1 1
// 1
w w
e C U R j R
a R
U ×
× + -
=
2 1
2
1 1
w (2P)
2
1 2 2
) (
1 1
C R R
R e U
a U
w
× +
= (1P)
1 2
0 R
R e
U a
U =
w®
=0
¥ w®
e U
a
U (1P)
Lösung 7:
1)
W - =
- =
= 1000
5 5 10
0 0
mA V V I
U R U
D DS B
D (1P)
2) & 3)
(1P) (2P)
4)
(2P) 5)
Linearen Bereich
(1P) Lösung 8:
1. c U
I
2. b 6 V 3. a 3 A
4. b Indem man die Plattenfläche vergrößert und den Plattenabstand verringert 5. c 2 µF
6. a Magnetische Feldlinien 7. b L1 < L2
8. b Nach unten 9. a
M n
10. c
11. a Silizium 12. c Hochpassfilter
13. c Bei Resonanz kompensieren sich induktive und kapazitive Reaktanz, so dass eine rein reelle Impedanz gemessen wird.
15. b re ®¥ ra ®0 vU ®¥ 16. a Invertierender Verstärker 17. b UGS <Uth
18. b Der Effektivwert des Stroms i(t) 19. a Verminderung des Widerstands R 20. a K = 2 Re(Z)
