www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
1
297 H1
Drei 25Ω-Widerstände werden in Dreieckschaltung an das 3x400V/230V-Netz angeschlossen. Wie gross ist der Strom
a) in jedem Widerstand, b) in jedem Polleiter?
A 16
A ,71 27
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
2
298 S
Drei Widerstände mit je 25Ω werden in Dreieck an ein Drehstromnetz angeschlos- sen. Das Amperemeter an einem Polleiter zeigt 27,3A an.
Wie gross ist die Netzspannung?
A ,76 15
V ,04 394
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
3
299 H1
In der Zuleitung zu einer Dreieckschaltung fliesst ein Strom von 8,7A, die Netzspan-
nung beträgt 3x390V . Wie gross ist ein Einzelwiderstand der Schaltung? 5,023A Ω 64 77,
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
4
300 H2
Drei 16Ω-Widerstände werden in Stern an das 3x400V/230V-Netz angeschlossen.
Wie gross ist der Strom
a) Welche Spannung erhält jeder Widerstand?
b) Welcher Strom fliesst in jedem Widerstand?
c) Welcher Strom fliesst in einem Polleiter?
V ,94 230
A ,43 14
A 14,43
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
5
301 H2
In der Zuleitung zu einer Sternschaltung aus drei 48Ω -Widerstände wird ein Strom von 4,83A gemessen.
a) Wie gross ist die Strangspannung und
b) die verkettete Spannung des Drehstromnetzes?
c) Wie gross ist die Strangleistung?
V ,84 231
V ,6 401
W 1119,8
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
6
302 S
In der Zuleitung zu einem Drehstromverbraucher eines 3x400V/230V-Netzes fliesst ein Strom von 7,83A. Die Schaltungsart ist unbekannt. Welche Werte haben die Strangwiderstände (Einzelwiderstände)
a) bei Sternschaltung, b) bei Dreieckschaltung?
Ω 49 29,
Ω 48 88,
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
7
305 H3
Ein an 3x400V angeschlossener Grossbackofen. Nimmt im Vollbetrieb in jedem
Polleiter einen Strom von 91A auf. Berechnen Sie die Leistungsaufnahme. 63'067W
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
8
306 H1
Durch Verstellen der Elektroden eines 3x400V-Elektrokessels wird der Strom von
A
11 auf 78A erhöht. Wie gross ist a) die Minimalleistung,
b) die Maximalleistung?
W '621 7
W '040 54
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
9
307 H2
Ein kleiner 12kW -Keramikbrennofen ist für 3x400V gebaut. Die Widerstände sind in Dreieck geschaltet. Berechnen Sie
a) die Stromaufnahme des Ofens,
b) den Strom in einer der drei Widerstandswicklungen.
A ,32 17
A ,0 10
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
10
315 H3
An ein 3x400V-Drehstromnetz werden 3 Widerstände zu 44Ω angeschlossen.
Bestimmen Sie die Leistungsaufnahme a) bei Sternschaltung,
b) bei Dreieckschaltung.
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
11
317
Ein Trockenofen hat 6 Heizkörper zu je 1000W bei 230V. Bestimmen Sie
a) alle möglichen symetrischen Schaltungsarten mit 6 Heizelementen (Schaltungs- schema),
b) die maximal zulässige verkettete Spannung U für jede Schaltung,
c) den jeweiligen Strang- und Polleiterstrom beim Anschluss an die Maximalspan- nung,
d) die Leistungsaufnahme jeder Schaltung beim Anschluss an 3x400V .
=
= P R U
2
=
= ' W ) V R (
000 1
230 2
Ω 9 52, R=
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
12
316 H3
Ein 400-Liter-Boiler mit 4,8kW Leistungsaufnahme ist für 3x400V gebaut. Berech- nen Sie den Widerstand jedes Heizelementes, wenn
a) die Widerstände in geschaltet sind, b) die Widerstände in geschaltet sind.
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
13
1
Drei gleich grosse Widerstände liegen in Sternschaltung an 3x400V/230V und ha- ben Leiterströme von je 6,6A.
a) Welche Gesamtleistung ist vorhanden?
b) Wie gross wäre die Leistung bei einer Dreieckschaltung?
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
14
2
In einem Heizofen von 12kW Leistung sind die Widerstände in Dreieck geschaltet und liegen an 3x400V .
a) Welche Stromaufnahme hat der Ofen?
b) Mit welcher Stromstärke werden die einzelnen Widerstände belastet?
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
15
3
Ein Heisswasserspeicher hat einen Anschlusswert von 4kW bei 3x400V . Wie gross müssen die Widerstände der Heizelemente sein
a) bei -Schaltung?
b) bei -Schaltung?
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
16
7
Drei Widerstände von je 20Ω sind über einen Stern-Dreieck-Schalter ( / ) an
V x400
3 angeschlossen. Welche Leistung steht bei jeder Schalterstellung zur Verfü- gung?
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
17
10
Welche Leistung nimmt ein in Dreieck oder Stern geschalteter Heizofen an
V
3x400 /230V auf, wenn die einzelnen Strangwiderstände 30Ω betragen?
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
18
S
In der Zuleitung zu einem Drehstromverbraucher eines 3x400V/230V-Netzes fliesst ein induktiver Strom von in7,83A bei einem cosϕ=0,5.
Wie gross ist
a) die Scheinleistung, b) die Wirkleistung und
c) die Blindleistung dieses Verbrauchers?
d) Zeichnen Sie das Leistungsdreieck!
VA ,8 5424
W ,4 2712 4698VAr
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
19
308 S
Der 4kW-Motor für 3x400V ist mit der Nennlast belastet: cosϕ des Motors 0,82,
83 0,
η= . Wie gross ist der Nennstrom? 17,32A
A ,0 10
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
20
309 S
Für einen 10kW -Schleifringankermotor, 3x400V, 1440 min−1, cosϕ=0,87 und
0,86
η= , sind zu bestimmen:
a) der Nennstrom,
b) der Strom im Anlaufmoment, wenn der Anlaufstrom das 2,5fache des Nennstro- mes beträgt,
c) der Zuleitungsquerschnitt bei Nennstrom (zulässiger Spannungsabfall nicht be- rücksichtigt) nach NIN-Normalbedingungen mit einem Stromkreis und Verlageart A1, A2, B1, B2 und C.
A ,29 19
A ,23 48
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
21
310 H1
Ein am 500V -Drehstromnetz angeschlosener 6kW-Motor nimmt bei Nennlast 10,3A
auf. Leistungsfaktor cosϕ=0,81. Wie gross ist der Wirkungsgrad des Motors? 0,8304
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
22
311 H1
Ein 1kW-Motor für 3x250V nimmt bei Nennlast 4,5A auf. Wirkungsgrad des Motors
71
0, . Wie gross ist der Leistungsfaktor des Motors? 0,7228
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
23
312 H2
Die Ankerscheibe eines Zählers mit der Zählerkonstante c=150kWh−1 benötigt bei 20 Umdrehungen 32 Sekunden. Mit dem Zangenamperemeter wird in jedem Polleiter ein Strom von -Motor 42A gemessen. Spannung 3x392V.
a) Berechnen Sie den Leistungsfaktor der Anlage.
b) Wie lässt sich der Leistungsfaktor verbessern?
kW 15
5260 0,
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
24
313 H3
Der 40kVA-Notstromgenerator erzeugt die Spannung 3x400V. Berechnen Sie
a) den Nennstrom,
b) die Wirkleistung bei cosϕ=0,8.
A ,74 57
kW 32
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
25
314 H2
Auf einem Drehstromtransformator steht: 150kVA, sekundär 3x400V . Welche Wirk- leistungen kann der Transformator abgeben, wenn die Verluste vernachlässigt werden a) bei cosϕ=1,
b) bei cosϕ=0,67.
kW 150
kW ,5 100
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
26
318 H2
Das Windwerk eines Warenaufzuges erzeugt im Seil eine Zugkraft von 15kN bei einer Geschwindigkeit von 0,5m/s. Wirkungsgrag des Windwerkes 0,6. Berechnen Sie
a) die erforderliche Leistung des Antriebsmotors (Skizze der Anlage), b) die Stromaufnahme des Motors, wenn die Spannung 3x500V beträgt
(cosϕ=0,8, ηM =0,82).
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
27
319 H3
Eine Trinkwasserpumpe fördert in der Sekunde 50 Liter in das 60 m höher gelegene Reservoir. Druckverluste in der Rohrleitung 10%, Pumpenwirkungsgrad 0,8. Der mit der Pumpe direkt gekuppelte Elektromotor für 3x500V hat einen Wirkungsgrad von 0,9 und einen Leistungsfaktor cosϕ=0,82. Drehzahl der Motorwelle 1440min−1. Berechnen Sie
a) die Leistungsaufnahme des Motors (Skizze der Gesamtanlage), b) die Stromaufnahme des Motors,
c) die Polzahl,
d) den Gesamtwirkungsgrad der Anlage.
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
28
5
In einem Verbraucher sind 3 Stränge in Stern geschaltet und liegen an 125V . Die Gesamtleistung beträgt 12kW bei einem cosϕ von 0,64.
Wie gross ist der Leiterstrom?
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
29
6
In einem Netz 3x250V ist ein Drehstrommotor mit einem Leistungsfaktor 0,82 ange- schlossen. Die Stromstärke wurde mit 8,2A gemessen.
Welche Wirkleistung wird dabei aufgenommen?
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
30
9
Auf dem Leistungsschild eines Drehstromverbrauchers steht: U=3x400V ;
A ,
I=1037 ; cosϕ=0,8.
Wie gross sind Wirk-, Blind- und Scheinleistung und der Wirkungsgrad in % dieses Verbrauchers?
Typ Giubiasco Sommer 2009
3 ~ Nr. 1959
400 V 10,37 A
4,6 kW cosϕ 0,8
969 U/min 50 Hz Isol-Kl. H IP 44
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
31
303 H1
Drei ideale 45µF-Kondensatoren sind a) in Sternschaltung,
b) in Dreieckschaltung
an einem 3x400V/230V-Netz (50Hz) angeschlossen. Wie gross ist jeweils der Polleiterstrom und die Blindleistung?
Ω 74 70,
A ,265 3
VAr 2261,8
A ,794 9
VAr 6785,4
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
32
304
Drei gleiche Kondensatoren sind in Sternschaltung an ein Drehstromnetz
V
3x400 /230V (50Hz) angeschlossen.
Der Strom in einem Polleiter beträgt 2,4A. a) Skizze!
b) Welche Kapazität hat jeder der drei Kondensatoren?
Ω 22 69,
F ,08µ 33
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
33
RE 1.794
Berechnen Sie die abgegebene Scheinleistung eines Transformators, wenn die Span-
nung 3x420V istund in den Polleitern 23,2A gemessen werden! 16,88kVA
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
34
RE 1.795
Eine Heizung nimmt bei Anschluss an 3x515V einen Strom 12,5A auf.
Berechnen Sie die Wirkleistung und die Scheinleistung!
kW 15 , 11
kVA 15 , 11
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
35
RE 1.796
Wie gross ist die Blindleistung einer in Dreieck geschalteten Kondensatorbatterie, die bei 3x425V Spannung einen Strom von 65,1A in den Aussenleitern führt?
I
IStr
U
U
StrIStr
U
U
StrXC
L1
L2
XC XC
kVAr 92 , 47
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
36
RE 1.797
Drehstromleitung
Eine dreipolige Leitung 3x500V ist mit 25A gesichert.
Welche Scheinleistung wird bei Nennspannung und bei Nennstrom übertragen?
R3L
R2L
R1L
I
U
12u
VL1
L2
1
2
L 3 R3
R2L
R1L
U
12u
VL3
kVA 65 , 21
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
37
RE 1.798
Drehstromverbraucher
Bestimmen Sie die Wirkleistung eines Drehstromverbrauchers (cosϕ=1) bei V
x400
3 Spannung und 4,2A Aussenleiterstrom!
kW 1 , 29
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
38
RE 1.799
Drehstromgenerator
Berechnen Sie den Nennstrom eines Drehstromgenerators von 8kVA Nennleistung
und 3x400V Nennspannung! 11,55A
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
39
RE 1.800
Drehstromanschluss Kippkessel
Wie gross ist die Stromaufnahme eines Kippkessels von 10,5kW Leistung bei V
x400
3 Spannung! 15,16A
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
40
RE 1.801
Kondensatorbatterie
Eine Kondensatorbatterie soll bei 3x400V Spannung eine Blindleistung von 32kVAr erzeugen.
Mit welcher Stromstärke ist zu rechnen?
A 19 , 46
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
41
RE 1.802
Leistungsschild
Auf dem Leistungsschild eines Verbrauchers sind angegeben:
Typ Heizung Kippkessel «Stockli»
3 ~ Nr. 079 35 303 35
V 7,9 A
5,5 kW cosϕ 1
IP 44 50 Hz
Für welche Spannung ist die Heizung gebaut?
V 95 , 401 (3x400V )
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
42
RE 1.803
Durchlauferhitzer
Der Durchlauferhitzer eines Freibades hat 3x400V Spannung und 510kW Leistung.
Berechnen Sie die Stromaufnahme bei voll eingeschaltetem Heizaggregat!
A 736
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
43
RE 1.804
Drehstromboiler
Bei welcher Netzspannung nimmt ein Drehstromboiler von 3'600W Leistung einen Strom von 5,3A auf?
2 1 4 3
5
6 7
8
10 9
11
12
13
14
15
V 5 , 407
Legende Wassererwärmer
Kaltwasserhahn H Druckreduzierventil D Rückschlagklappe R Sicherheitsventil S 5 Sicherheitsbatterie
Kaltwasserseite Hauptschalter 7 Thermostat
(Temperaturregler) 8 Zweite thermische
Sicherungen 9 Isolation 10 Innenkessel aus
rostfreiem Stahl, le- giertem Kupferblech oder Emaillierung 11 Wasseranschlüsse
(Warmwasser) 12 Opferanode
(Magnesium) 13 Heizelement 14 Verteilerkappe beim
Kaltwasseranschluss 15 Wasserablauf beim
Sicherheitsventil
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
44
RE 1.805
Warmluftheizung
Das Heizregister einer Warmluftheizung hat 6kW Anschlusswert und ist wie folgt schaltbar: 0-2-4-6kW.
Berechnen Sie die Stromaufnahme bei 3x400V Spannung für die einzelenen Stufen!
A 0
A 89 , 2
A 77 , 5
A 66 , 8
Warmluftheizung
NIN-Vorschriften
4.2.4.1.1 B+E
a) Heizelemente dürfen nur in Betrieb gesetzt werden, wenn der Ventilator in Be- trieb ist (Strömungswächter sowie elektrische Verriege- lung von Ventilator und Hei- zung).
b) Es müssen zwei voneinan- der unabhängige Sicher- heitsvorrichtungen einge- baut sein. Ventilator muss nach dem Ausschalten der Heizung einen Nachlauf von minimum 60s aufwei- sen.
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
45
RE 1.806
Heisswasserspeicher
Ein 1,2m3-Heisswasserspeicher hat bei sechstündiger Aufheizung 10,2kW Leistung.
Berechnen Sie die Stromaufnahme:
a) bei 3x400V Spannung, b) bei 3x230V Spannung!
c) In welchem Verhältnis stehen die beiden Strangströme zueinander?
d) In welchem Verhältnis stehen die beiden Strangspannungen zueinander?
e) Was stellen Sie fest, wenn Sie die Resultate von c) und d) vergleichen?
A 5 , 8
A 78 , 14
3 : 1
1 : 3
Die Ströme verhalten sich umgekehrt zu den Span-
nungen!
Boiler Aufstellung
NIN-Vorschriften
4.2.2.12 B+E d = 4cm bis 65°C d = 8cm über 65°C
oder Wärmeisolation und d = 1 cm Abstand
Luftschlitze oben und unten!
Genügend Bodenfreiheit h, damit die Heizelemente audgewechselt werden
können!
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
46 Verbraucherschaltungen
Berechnen Sie für die nachfolgenden zwei Schaltungen den Gesamtwiderstand R in einem Strang, wenn der Einzelwiderstand 50Ω besitzt. Weiter sind die Leistungen an einem Strang und die Gesamtleistung zu berechnen (U=400V). Vergleichen Sie die Gesmtleistung mit der der Sternschaltung (Abb a).
U
StrStrU
3 UStr = U
U
StrStrU
U UStr =
UStrStr
U
(Abb a)
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
47 Verbraucherschaltungen
Berechnen Sie für die nachfolgenden zwei Schaltungen den Gesamtwiderstand R in einem Strang, wenn der Einzelwiderstand 50Ω besitzt. Weiter sind die Leistungen an einem Strang und die Gesamtleistung zu berechnen (U=400V). Vergleichen Sie die Gesmtleistung mit der der Sternschaltung (Abb a).
U
StrStrU
3 UStr = U
U U
V U =400
UStrStr
U
(Abb a)
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
48 Verbraucherschaltungen
Berechnen Sie für die nachfolgenden zwei Schaltungen den Gesamtwiderstand R in einem Strang, wenn der Einzelwiderstand 50Ω besitzt. Weiter sind die Leistungen an einem Strang und die Gesamtleistung zu berechnen (U=400V). Vergleichen Sie die Gesmtleistung mit der der Sternschaltung (Abb a).
U
StrStrU
3 UStr = U
U
StrStrU
UStrStr
U
(Abb a)
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
49
RE 1.807
Leistung aus Spannung, Widerstand
Ein in Stern geschalteter Heizkörper hat pro Heizstrang 230Ω Widerstand.
Wie gross ist die Leistung bei 3x400V ?
U
StrStrU
W 7 , 695
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
50
RE 1.808
Leistung aus Spannung, Widerstand
Ein Ofen soll bei 3x400V Spannung 14,2kW Leistung besitzen.
Berechnen Sie den Widerstand eines Heizelementes des in Stern geschalteten Ofens!
U
StrStrU
Ω 27 , 11
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
51
RE 1.809
Leistung aus Spannung, Widerstand
Die Leistung einer Drehstromdrosselspule sei 18kVA bei 3x400V . Berechnen Sie:
a) den Strom in einem Strang und b) die Impedanz eines Strangs.
c) Wie gross ist die Summe der drei Sternspannungen?
d) Wie gross ist die Summe von zwei Strangspannungen?
U
StrStrU
L1
L3
L2
Z
Z
Z
A 26
Ω 89 . 8
V 0
V 400
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
52
RE 1.810
Leistung aus Spannung, Widerstand
Die Messung an einem Heizkörper (3x400V ) ergab 45Ω Widerstand pro Element.
Ein Heizelement kann mit 5,132A belastet werden.
U1
U2
V1 W1
W2 V2
L1 L2 L3
Welche Leistung ergibt sich aus diesen Werten für den ganzen Heizkörper?
kW 5 , 3
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
53
RE 1.811
Leistung aus Spannung, Widerstand
Drei Widerstände von 150Ω, 140V werden sterngeschaltet.
Berechnen Sie:
a) die Aussenleiterspannung und
b) die Gesamtleistung, wenn ein Element 140V Spannung hat!
U
StrStrU
V 5 , 242
W 392
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
54
RE 1.812
Leistung aus Spannung, Widerstand
Die drei keramischen Heizelemente eines in Stern geschalteten Härteofens haben je Ω
m 5 ,
42 . Die Bemessungsspannung ist 3x50V. Bestimmen Sie:
a) den Aussenleiterstrom, b) die Ofenleistung und
c) die Summe der drei Strangsträne!
U
StrStrU
A 3 , 679
kW 82 , 58
A 0
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
55
RE 1.813
Leistung aus Spannung, Widerstand
Die drei Heizelemente eines Ofens (dreieckgeschaltet) besitzen je 30Ω (Bemes- sungsspannung 3x400V ) Widerstand, während die Betriebsspannung 3x410V ist.
Bestimmen Sie die Leistung des Ofens!
Wie goss ist die Leistungszunahme?
U
StrStrU
kW 81 , 16
W 810
(16kW)
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
56
RE 1.814
Leistung aus Spannung, Widerstand
Wie gross ist der Strangwiderstand eines in Stern geschalteten Drehstromheisswas- serspeichers von 3x400V und 9,6kW Leistung?
U
StrStrU
Ω 86 , 13
Keramik- Heizkörper (Rohrheizkörper)
F
Panzer- Heizkörper
F
Zweite thermische Sicherung
F
F
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
57
RE 1.815
Leistung aus Spannung, Widerstand
Ein in Dreieck geschalteter Bremslüfter von 3x230V Spannung hat eine Strangimpe- danz von 120Ω.
Wie gross sind:
a) der Polleiterstrom, b) die Scheinleistung und c) der Strangstrom?
U
StrStrU
L1
L3
L2
Z
Z Z
A 32 , 3
kVA 323 , 1
A 92 , 1
Elektroseilwinde mit Bremslüfter
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
58
RE 1.816
Leistung aus Spannung, Widerstand Gegeben sind drei Widerstände 32Ω, 230V . a) Wie gross ist die Leistung eines Widerstandes?
b) Bestimmen Sie die Gesamtleistung, wenn die Widerstände in Dreieck geschaltet sind?
c) Wie gross muss die Netzspannung sein, wenn die Widerstände mit Nennspan- nung mit gleicher Leistung an Y-Schaltung betrieben werden sollen?
d) Die nebenstehenden Klemmenbretter sind richtig zu bezeichnen und zu ergän- zen!
U
StrStrU
U
StrStrU
kW 653 , 1
kW 959 , 4
V x400 3
Klemmenbrett Dreieckschaltung
Klemmenbrett Sternschaltung
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
59
RE 1.817
Leistung aus Spannung, Widerstand
Ein Heizaggregat, dreieckgeschaltet, ist am 3x400/230V-Netz angeschlossen und hat 6,8kW Leistung.
a) Wie gross ist die Stromstärke in den einzelnen Strängen?
b) Bestimmen Sie den Widerstand eines Heizstranges!
U
StrStrU
A 667 , 5
Ω 58 , 70
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
60
RE 1.818
Leistung aus Spannung, Widerstand Bestimmen Sie für die gegebene Schaltung:
a) den Leiterstrom, wenn der Strangstrom 4,34A beträgt!
b) Welche Gesamtleistung kann der Verbraucher abgeben!
c) Wie gross ist der Wirkwiderstand eines Strängen?
d) Bestimmen Sie die Summe der drei Strangspannungen!
e) Sie haben ein Wattmeter und müssen die Gesamtleistung bestimmen. Wie ist Ihr Vorgehen?
U
StrI
StrI
U
StrI
StrA
A
A 517 , 7
kW 51 , 6
Ω 2 , 115
V 0
Leistungsmessung zwischen Aussenleiter und Neutralleiter
A
L1 W
L2
L2
N
Einbau von Wattmeter in eine Drehstromanlage.
Die Leistung muss mit drei multipliziert werden.
Beweis:
Leistung gemessen:
U I P= ⋅
3
Totale Leistung I U P= 3⋅ ⋅
Leistungsmessung zwischen zwei Aussenleitern
A
L1 W
L2
L2
N
Einbau von Wattmeter in eine Drehstromanlage.
Die Leistung muss mit 3 multipliziert werden.
Beweis:
Leistung gemessen:
I U P= ⋅
Totale Leistung I U P= 3⋅ ⋅
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
61
RE 1.819
Leistung aus Spannung, Widerstand
Ein Heizofen besteht aus 3 Heizelementen von je 25Ω Widerstand. Anschluss an V
x400
3 .
Berechnen Sie je den Aussenleiterstrom:
a) bei Dreieckschaltung und b) bei Sternschaltung!
U
StrStrU
U
StrStrU
71A , 27
A 24 , 9
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
62
RE 1.820
Leistung aus Spannung, Widerstand
Eine Kondensatorenbatterie soll 32kVAr Blindleistung bei 3x400V Spannung auf- weisen.
Bestimmen Sie den Blindwiderstand und die Kapazität der drei Kondensatoren, die in Dreieck geschaltet sind.
I
IStr
U
U
StrIStr
U
U
StrXC
L1
L2
XC XC
L3
15Ω µF 212
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
63
RE 1.821
Leistung aus Spannung, Widerstand
Ein Keramikofen 3x500V weist drei Heizelemente von je 87Ω auf.
Berechnen Sie die Leistung:
a) bei Sternschaltung und b) bei Dreieckschaltung!
c) In welchem Verhältnis stehen die beiden Leistungen zu einander?
kW 874 , 2
kW 621 , 8
3 : 1
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
64
RE 1.822
Leistung aus Spannung, Widerstand
Ein Glühofen 3x400V soll 7,5kW Leistung besitzen.
Wie gross muss der Strangwiderstand sein:
a) bei Sternschaltung und b) bei Dreieckschaltung!
c) In welchem Verhältnis stehen die beiden Widerstände zu einander?
33Ω , 21
Ω 64
3 : 1
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
65
RE 1.823
Leistung aus Spannung, Widerstand
Bestimmen Sie die Gesamtleistung eines Heizregisters, wenn alle Elemente densel- ben Widerstand besitzen und der dreieckgeschaltete Teil 9kW Leistung besitzt (U =3x500V )!
L1
L2 L3
Ω 3 , 83
kW 12
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
66
RE 1.824
Leistung aus Spannung, Widerstand
Die Heizelemente eines in Stern geschalteten Ofens von 3x(400/ 3)V , 12kW müs- sen durch neue ersetzt werden, da der Ofen nunmehr an 3x400V Spannung betrie- ben werden soll.
Wie gross ist der Widerstand der neuen Heizelemente, wenn:
a) Sternschaltung,
b) Dreieckschaltung angenommen wird?
c) In welchem Verhältnis stehen die Widerstände nach a) und b) zueinander?
d) In welchem Verhältnis stehen die Widerstände von a) und b) zum ursprünglichen Widerstand?
Ω 33 , 13
Ω 40
3 : 1
Ω 444 , 4
3 : 1
9 : 1
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
67
RE 1.825
Schein-, Wirk- und Blindleistung, Leistungsfaktor Ein Drehstromgenerator hat folgende Nennwerte:
MVA 110
kV x13,8 3
82 , 0 cosϕ=
7 hydro generators of 110 MVA for Rocky Reach Power Plant - Chelan County
Public Utility District - United States.
Berechnen Sie:
a) die Wirkleistung und
b) die Blindleistung der Maschinen!
c) Tragen Sie die Werte im Einheitskreis ein!
cosϕ sinϕ
1,0 0,9 0,8 0,7 0,6
1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1
0 P
Q
2MW , 90
MVAr 96 , 62
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
68
RE 1.826
Schein-, Wirk- und Blindleistung, Leistungsfaktor
Bei einem Drehstrommotor wurden im Leerlauf 1,12A, 3x400V , 150W gemessen.
Wie goss ist der Leerlaufleistungsfaktor?
1886 , 0
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
69
RE 1.827
Schein-, Wirk- und Blindleistung, Leistungsfaktor
Ein Hochfrequenzofen hat 25kW HF-Leistung und nimmt 54kVA bzw. 48kW auf.
Die Spannung ist 3x500V .
Bestimmen Sie die Stromaufnahme!
CS-Kohlenstoff- / Schwefelanalytik
CS Analysesystem für anorganische Feststoffe mit sehr breitem Einsatzspektrum.
Organische Stoffe sind chemisch gesehen, die Stoffe die aus Kohlenstof- fen bestehen und die meisten von denen sind Abbauprodukte von Lebe- wesen, wie Traubenzucker (Pflanzen), Stärke (Kartoffel), Methan(Erdgas),
usw.
A 36 , 62
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
70
RE 1.828
Schein-, Wirk- und Blindleistung, Leistungsfaktor
Der SBB-Bahnumformer in Rupperswil ist für motorseitig 3x10kV Betriebsspannung gebaut.
Wie gross ist die Wirkleistungsaufnahme bei einem Leistungsfaktor von 0,75 und einer Stromaufnahme von 2,52kA?
Einphasentransformator für 16⅔ Hz
Neuartiges Hochlaufverfahren
MW 74 , 32
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
71
RE 1.829
Schein-, Wirk- und Blindleistung, Leistungsfaktor
Berechnen Sie den Nennstrom eines Synchrongenerators von 95MVA Leistung, kV
x7,5
3 Spannung und einem Leistungsfaktor von 0,8! 7,313kA
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
72
RE 1.830
Schein-, Wirk- und Blindleistung, Leistungsfaktor
Welche Wirkleistung kann mit einer TT-Kabelleitung 5x50mm2 bei symmetrischer Belastung, Verlegeart B1, 3x415V Spannung und einem Leistungsfaktor 0,8 über- tragen werden, wenn in der vorgeschalteten 125A-Sicherung der Nennstrom fliesst?
kW 88 , 71
TT 5x50 mm2
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
Strombelastbarkeit bzw. Wahl des Anschlussüberstromunterbrechers nach NIN Tabelle 5.2.3.1.1.15.2.2 und für Verlegearten nach NIN Tabelle 5.2.3.1.1.9, PVC-Isolierung, drei belastete Kupferleiter mit einer Leitertemperatur von 70°C und einer Umgebungstemperatur von 30°C.
A1 A2 B1 B2 C C
Maximaler Anschlussüberstrom-
unterbrecher nach Verlegeart
Polleiter L1-L2-L3
Leistungs- und Lichtstrom-
kreise
PEN- Leiter
Neutralleiter
Haus- zuleitung
Schutz- leiter
Haus- zuleitung
Erdungs- leiter
Haupt- potential- ausgleichs-
leiter
HPA-Leiter mit Verbin- dung zur
Blitz- schutz- Anlage (in Wärme-
dämmung) (in Beton) (auf
Wand) 5.2.4.3 5.4.6.2 5.2.3.7
5.2.3.7 5.2.4.3
5.4.3.1.2
5.4.2.3 5.4.2.3 5.4.7.1 5.4.7.1
[A] [A] [A] [mm2] [mm2] [mm2] [mm2] [mm2] [mm2] [mm2]
A1 A2 B1 B2 C
13 13 16 16 16 1,5 1,5 1,5 16 6 10
16 16 20 20 25 2,5 2,5 2,5 16 6 10
20 20 25 25 32 4 4 4 4 16 6 10
32 25 32 32 40 6 6 10 6 6 16 6 10
40 40 50 40 50 10 10 10 10 16 6 10
50 50 63 63 63 16 16 16 16 16 10
63 63 80 80 80 25 25 16 25 16 25 16 16 10
80 80 100 100 100 35 35 16 35 16 35 16 16 10
100 100 125 100 125 50 50 25 50 25 50 25 25 16
125 125 160 125 160 70 70 35 70 35 70 35 35 16
160 125 200 160 200 95 95 50 95 50 95 50 50 25
160 160 225 200 250 120 120 70 120 70 120 70 50 25
200 200 250 200 250 150 150 95 150 95 150 95 50 25
250 200 250 250 315 185 185 95 185 95 185 95 50 25
250 250 315 250 400 240 240 120 240 120 240 120 50 25
315 250 400 315 400 300 300 150 300 150 300 150 50 25
4)
5) 5) 3) 2) 1)
1) 50% des Hauptschutzleiters, aber mindestens 6mm2 und nicht grösser als 25mm2
2) 16mm2 ist der kleinste und 50mm2 der grösste Querschnitt, ansonsten gleich wie der Schutzleiter 3) Schutzleiter ≤16 Querschnitt wie Polleiter, 16mm2 für Querschnitte ≤ 35mm2, Halber Polleiterquerschnitt
ab 50mm2. Der Schutzleiterquerschnitt muss mit Rechnung nachgewiesen werden.
4) Mindestquerschnitt für PEN-Leiter 10mm2 oder bei Konzentrischem Kabel 4mm2
5) Bemessung von PEN- und Neutralleiter wie Polleiter. Reduktion des Querschnittes nur zulässig, wenn halber Polleiterstrom vorhanden
www.ibn.ch Version 3 20. Oktober 2011
73
RE 1.831
Schein-, Wirk- und Blindleistung, Leistungsfaktor
Ein Drehstrommotor mit einem Leistungsfaktor 0,82 nimmt bei Anschluss ans V
x400/230
3 -Netz 12,2A auf.
a) Berechnen Sie die aufgenommene Wirkleistung!
b) Wie goss ist der Wirkungsgrad des Motors?
Typ Standard
3 ~ Nr. 8700-12-400-B44
400 V 12,2 A
8,7 kW cosϕ 0,82
950 U/min 50 Hz Isol-Kl. B IP 44
Isolationsklasse:
Die Isolationsstoffklasse beschreibt die zulässige Dauertemperatur der Wicklungsisolation.
Klasse B (130 °C) Standard
Klasse F (155 °C) umrichtergespiesene Motoren Klasse H (180 °C) in besonderen Fällen
kW 930 , 6
7967 , 0