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Material

Aufgabe 1 - Ersatzspannungsquelle

U_q = 5\,\mathbf{V}\:
R_1 = 1\,\mathbf{k}\Omega,\:
R_2 = 100\,\Omega,\:
R_3 = 1\,\mathbf{k}\Omega,\:
R_4 = 10\,\mathbf{k}\Omega,\:
R_5 = 100\,\Omega,\:
R_6 = 22\,\mathbf{k}\Omega\:

1. Bauen Sie Schaltung 1 auf Ihrem Breadboard nach.

2. Bestimmen Sie den Widerstand

   Mathinline
   body R_i

   zwischen den Klemmen A und B.

3. Bestimmen Sie die Leerlaufspannung

   Mathinline
   body U_{0}

   zwischen den Klemmen A und B.

4. Schließen Sie zwischen den Klemmen einen Lastwiderstand von

   Mathinline
   body R_L = 100\,\Omega

   .

   1. Bestimmen Sie die von

      Mathinline
      body R_L

      aufgenommene Leistung

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      body P_{Nutz}

      .

   2. Bestimmen Sie die von der Spannungsquelle abgegebene Leistung

      Mathinline
      body P_{Quelle}

      .

   3. Bestimmen Sie den Wirkungsgrad der Schaltung:

      Mathinline
      body \eta= \frac{P_{Nutz}}{P_{Quelle}}

5. Bauen Sie eine Ersatzspannungsquelle für Schaltung 1 auf:

   1. Stellen Sie ein Potentiometer so ein, dass es einen Widerstand von

      Mathinline
      body R_i

      aufweist.

   2. Stellen Sie die Spannungsquelle auf den Wert

      Mathinline
      body U_{0}

      ein.

6. Wiederholen Sie Schritt 4 mit der Ersatzschaltung. Was fällt Ihnen auf?

7. Verwenden Sie nun ein weiteres Potentiometer als Lastwiderstand.

   1. Welchen Widerstand muss dieses Potentiometer aufweisen, damit von der Quelle die maximale Leistung abgegeben wird?

   2. Wie groß ist dann der Wirkungsgrad?

Aufgabe 2 - Überlagerungsverfahren

U_0 = 10\,\mathbf{V}\:
R_1 = 1\,\mathbf{k}\Omega,\:
R_2 = 100\,\Omega,\:
R_3 = 100\,\Omega,\:
R_4 = 1\,\mathbf{k}\Omega,\:
R_5 = 100\,\Omega,\:
R_6 = 100\,\Omega,\:
R_7 = 1\,\mathbf{k}\Omega,\:

1. Bauen Sie Schaltung 2 auf Ihrem Breadboard nach (Da die Spannungsquellen im Schaltplan dieselbe Erdverbindung haben, ist dies mit nur einem Labornetzteil möglich!).

2. Bestimmen Sie den Strom

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   body I_1

   und die Spannung

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   body U_{AB}

   zunächst direkt.

3. Bestimmen Sie den Strom

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   body I_1

   und die Spannung

   Mathinline
   body U_{AB}

   nun mittels Überlagerungsverfahren, indem Sie nur jeweils eine Quelle eingeschaltet haben und die einzelnen Werte für

   Mathinline
   body I_1

   und

   Mathinline
   body U_{AB}

   überlagern.