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Download 16 Übungen gemischte Schaltungen - Carl-Engler-Schule... Carl-Engler-Schule Karlsruhe Technisches Gymnasium Lösungen Grundgrößen Elektrotechnik UT 16 Übungen gemischte Schaltungen 16. 1 Aufgabe Gemischt 1 (Labor) I1 a) Berechne alle Ströme und Spannungen und messe diese nach! 1 1 1 = → R23 = 1, 939kΩ R23 R2 R2 Rges = R1 + R23 = 4, 139kΩ Uges Iges= =2, 416mA=I1 Rges R1 2, 2kΩ Uges 10V U1 I2 U2 R2 4, 7kΩ I3 U3 R3 3, 3kΩ U1 = R1 * I1 = 5, 32V U2 = U3 = Uges – U1 = 4, 68V I2= U2 =0, 996 mA R2 I3= U3 =1, 42mA oder I3 = I1 – I2 = 1, 42mA R3 b) Wie ändern sich I1 und U2, wenn zu R3 ein 1 kΩ-Widerstand parallel geschaltet wird? Messung und Begründung (Wirkungskette). Stromteiler · Formel, Berechnung, Stromteilerregel · [mit Video]. 1kΩ parallel zu R23 → R234 ↓ → Rges ↓ → I1 = Iges ↑ → U1 ↑ → U2 ↓ In Worten: Durch die Parallelschaltung eines 1kΩ-Widerstandes zu R23 erniedrigt sich der sich daraus ergebende Widerstand R234. Daher sinkt auch Rges (R1+R234). Der Gesamtstrom steigt (Iges = Uges / Rges) und der Spannungsabfall am Widerstand R1 steigt ebenfalls (UR1 = R1 * Iges).
Zuleitungslänge: 30m RLeitung Trafo 12V 2, 39A 8, 6V 12V usw. RLeitung 2, 39A 400 Lampen mit den Nennwerten 12V / 0, 1W 16. 7. 1 Welche Querschnittsfläche besitzt eine Ader der Kupferzuleitung? ρCu=0, 0178 Ω mm²/m Uges = Uleitung + Uleitung + Ulampen Uges = 2*Uleitung + Ulampen → Uleitung = (Uges – Ulampen) / 2 = (12V – 8, 6V) /2 = 1, 7V R Leitung = U Leitung 1, 7 V = =0, 7113 ILeitung 2, 39 A RLeitung =Cu∗ l → A A=Cu∗ l RLeitung =0, 0178 mm2 30m ∗ =0, 75 mm2 m 0, 7113 16. 2 Welche Leistung gibt eine Lampe ab? (nicht 0, 1W! ) 16. 3 Welche Leistung geben alle Lampen zusammen ab? Kombination mehrerer Federn - Maschinenelemente 2. P400Lampen = 2, 39A * 8, 6V = 20, 554W P1Lampe = P400Lampen / 400 = 51, 4mW (statt 100mW wenn die Lampen an 12V liegen) Otto Bubbers Seite 5 Andere Berechnungsmöglichkeit: Mit den Nennwerten 12V / 0, 1W den Widerstand der Lampen ausrechnen. I1Lampe = 2, 39A / 400. P1Lampe = I2 * R1Lampe (nicht mit dem NennwertStrom rechnen! ) 16. 4 Der Hobby-Elektriker ersetzt die 2-adrige Zuleitung durch eine andere mit einem Querschnitt von 2 x 3mm².
5 Iges U2 3, 33 V =3, 33 mA oder I2= = =3, 33 mA 2 R2 1k Aufgabe Gemischt 5 R1 = 1 kΩ R2 = 2 kΩ R3 = 6 kΩ Uges = 10V R23 = Rges = I1 = I2 = I3 = U1 = U2 = U3 = 1 1 1 = → R23 = 1, 5kΩ R23 R2 R3 Rges = R23 + R1 = 2, 5kΩ I1=Iges= Uges =4mA Rges U1 = R1 * I1 = 4V → U2 = U3 = Uges – U1 = 6V U2 =3mA → I3 = I1 – I2 = 1mA R2 Seite 4 16. 6 Aufgabe Gemischt 6 R3 = I1 = 2 mA I2 = 0, 5 mA R2 = 2 kΩ Uges = 2 V R1 U1 R1 = Uges R2 U2 R3 U3 U2 = R2 * I2 = 1V = U3 → U1 = Uges – U2 = 1V R1 = U1 / I1 = 500Ω I3 = I1 – I2 = 1, 5mA R3 = U3 / I3 = 667Ω 16. 7 Weihnachtsbaumbeleuchtung mit parallel geschalteten Lampen 400 parallel geschaltete Lampen sind in 30 m Enfernung vom Trafo an einem Weihnachtsbaum angebracht. Ein Hobby-Elektriker wundert sich, warum die Lampen so "dunkel" leuchten und geht der Sache meßtechnisch auf den Grund: Direkt am Trafo-Ausgang mißt er 12V, an den Lampen jedoch nur 8, 6V. Gemischte schaltungen aufgaben mit lösungen. In der Zuleitung fließt ein Strom von 2, 39A. Annahme: Die Lampen verhalten sich wie ohm'sche Widerstände.
Wichtige Inhalte in diesem Video In diesem Beitrag zeigen wir dir wie du mit dem Stromteiler Schaltungen schneller analysieren kannst. Außerdem erklären wir dir hier seine Formel und demonstrieren dir seine Anwendung. Dabei betrachten sowohl den Stromteiler für zwei als auch für drei Widerstände. Eine noch anschaulichere Erklärung mit Bild und Ton zu diesem Thema bekommst du in unserem Video. Stromteiler einfach erklärt im Video zur Stelle im Video springen (00:14) Der Stromteiler ist eine Parallelschaltung elektrischer oder magnetischer elektrotechnischer Bauteile. Merke Die Stromteilerregel beschreibt, wie du bei gegebenem Gesamtstrom, die Teilströme einer Parallelschaltung von Widerständen berechnen kannst. Online-Brückenkurs Mathematik Abschnitt 4.3.5 Aufgaben. Du brauchst also nicht umständlich die Teilspannungen an den Widerständen berechnen, um aus ihnen anschließend die Teilströme zu erhalten, sondern errechnest die Teilströme direkt. Stromteiler Formel im Video zur Stelle im Video springen (01:41) Analog zum Spannungsteiler, beschreibt der Stromteiler das Verhältnis zwischen einem Teilstrom und dem Gesamtstrom einer Parallelschaltung von Widerständen.
Reihenschaltung von Federn Belastung einer Reihenschaltung Bei einer Reihenschaltung liegen keine Teilkräfte vor, wie du der nächsten Abbildung entnehmen kannst. Die Kraft $ F $ besitzt in jedem Abschnitt der Reihenschaltung den gleichen Betrag. Belastung einer Reihenschaltung Verschiebung in einer Reihenschaltung Der Unterschied zwischen der Reihen- und Parallelschaltung besteht darin, dass nicht nur eine Verschiebung existiert, sondern bei dieser Reihenschaltung drei Teilverschiebungen $ S_1, S_2, S_3 $ vorliegen. Dabei ist der Index aufsteigend bis hin zu $ \sum S_i $. Die einzelnen Verschiebungen werden von unten nach oben aufsummiert. Gesamtfedersteifigkeit einer Reihenschaltung Anders als bei der Parallelschaltung gilt bei der Reihenschaltung von Federn: $ F_{ges} = F_i $ und $ S_{ges} = S_1 + S_2 + S_3 = \sum S_i $ Merke Hier klicken zum Ausklappen Bei einer Reihenschaltung entspricht die Gesamtkraft $ F_{ges} $ betragsmäßig den Einzelkräften an den Federn, jedoch addieren sich die Verschiebungen zur Gesamtverschiebung $ S_{ges} $.
4 Welcher Widerstand gibt mehr Wärme ab? Der größere Widerstand hat die größere Leistung P = U*I, daher gibt dieser auch mehr Wärme ab. Seite 6 Zu R2 wird ein weiterer Widerstand R3 = 150Ω parallel geschaltet. Iges I1 R1 25Ω U1 I3 R3 U3 150Ω 16. 5 Wie ändert sich der Gesamtwiderstand? R23 ↓ → Rges ↓ 16. 6 Wie ändert sich der Gesamtstrom? R23 ↓ → Rges ↓ → Iges ↑ 16. 7 Wie ändert sich U1? R23 ↓ → Rges ↓ → Iges ↑ → U1 ↑ 16. 8 Wie ändert sich U2? R23 ↓ → Rges ↓ → Iges ↑ → U1 ↑ → U2 ↓ 16. 9 Was kann man über die Größe der Ströme I1, I2, I3 sagen? I1 = I2 + I3 Iges = I1 ↑ U2 ↓ → I2 ↓ I3 kommt neu dazu, daher kann es sein, dass I2 sinkt obwohl I1 steigt. Seite 7 16. 9 Autoakku mit Innenwiderstand Der Innenwiderstand eines üblichen 12V-Blei-Akkumulators liegt im mΩ-Bereich. Er ist vom Ladezustand, der Temperatur und dem Alter des Akkus abhängig. Die Leerlaufspannung sei U0 = 12V, der Innenwiderstand Ri = 50mΩ. 16. 9. 1 Welcher Strom fließt, wenn ein Anlasser mit Ra = 0, 3Ω mit dem Akku betrieben wird?
(2 Adern mit je 3mm² Querschnittsfläche). Welche Leistungen geben jetzt die Lampen ab? (gesucht: P400Lampen und P1Lampe) Achtung: Nur Uges und RLampe bleiben konstant! l mm2 30m RLeitung =Cu∗ =0, 0178 ∗ =0, 178 A m 3mm2 P1Lampe = U2 U R1Lampe 1 R 400Lampen = 2 12V = =1440 → R 1Lampe= P1Lampe 0, 1 W 1 R1Lampe 1 R 1Lampe ... = 400 R1Lampe → R 400Lampen= =3, 6 R 1Lampe 400 Rges = 2 * Rleitung + R400Lampen = 3, 956Ω Iges = 12V / Rges = 3, 033A P400Lampen = I2 * R400Lampen = 33, 1W P1Lampe = P400Lampen / 400 = 82, 8mW (ideal 100mW wenn 12V an den Lampen anliegt) 16. 8 Stromkreisdenken Iges I1 R1 25Ω G I2 R2 75Ω 16. 8. 1 Woher "weiß der Strom", wie groß er zu werden hat? Der Strom wird bestimmt vom Gesamtwiderstand. 16. 2 An welchem Widerstand fällt die größere Spannung ab? Am größeren Widerstand fällt die größere Spannung ab. U=R⋅I 16. 3 Woher "weiß die Spannung" am Widerstand, wie groß sie wird? Die Größe der Spannung ist abhängig von der Größe des Stromes und des Widerstandes.