Gegeben sind die Widerstände:
1.1 Berechnen Sie den Ersatzwiderstand bezüglich der Klemmen A und B.
Verschaltung erkennen:
Reihenwiderstände berechnen sich, in dem die beiden Einzelwiderstände addiert werden.
Parallelwiderstände berechnen sich, in dem die Kehrwerte der Einzelwiderstände addiert werden und anschließend der Kehrwert dieser Summe gebildet wird.
Bei lediglich zwei parallelen Widerständen lässt sich die Formel vereinfacht folgendermaßen darstellen:
Hier wird nun zunächst der Ersatzwiderstand aus
und
bestimmt und dann der Gesamtersatzwiderstand Rges aus
und
bestimmt.
1.2 Berechnen Sie den Ersatzwiderstand bezüglich der Klemmen A und B, der Klemmen A und C und der Klemmen A und D.
1.3 Berechnen Sie den Ersatzwiderstand bezüglich der Klemmen A und B und der Klemmen C und D.
Es ist die untenstehende Schaltung mit folgenden Werten gegeben:
2.1 Berechnen Sie den Ersatzwiderstand der Schaltung (von der Quelle
aus gesehen).
2.2 Berechnen Sie den Strom .
Die folgenden Teilaufgaben können Sie entweder mit Hilfe der Spannungs- / Stromteilerregel oder mit Hilfe des ohmschen Gesetzes lösen:
2.3 Berechnen Sie die Spannungen und
.
2.4 Berechnen Sie die Ströme und
.
2.5 Erklären Sie mit Ihren eigenen Worten, warum sich die Spannungen und
und die Ströme
und
wie berechnet verhalten.
Es ist die untenstehende Spannungsteiler-Schaltung mit folgenden Werten gegeben:
3.1 Berechnen Sie die an den beiden Widerständen abfallenden Spannungen und
.
3.2 Welcher Strom fließt durch die beiden Widerstände?
3.3 Welche Leistungen und
nehmen die beiden Widerstände auf? Wie groß ist die Leistung
der Quelle?
Es ist die untenstehende Schaltung zur Versorgung eines Verbrauchers aus einer Quelle
) mit folgenden Werten gegeben:
4.1 Berechnen Sie die von der Spannungsquelle abgegebene Leistung
, die im Verbraucher (
) umgesetzte Leistung
und die im Innenwiderstand
umgesetzte Leistung
.
4.2 Ermitteln Sie den Wirkungsgrad der Leistungsabgabe.
4.3 Leiten Sie her, welchen Wert haben muss, damit in ihm die maximal abgebbare Leistung
umgesetzt wird? Wie hoch ist diese Leistung?
(Hinweis: Bedenken Sie hierbei die mathematischen Grundlagen für ein Maximum, d.h. finden Sie eine Funktion für die Leistung, die nur von konstanten Werten und dem gesuchten (variablen) Widerstand abhängt.).
Gegeben ist das gezeichnete Netzwerk mit der Spannung U und den Widerständen und
.
5.1 Bestimmen Sie die Ersatzspannungsquelle bezüglich der Klemmen 1 und 2.
5.2 Berechnen Sie den Strom bei Kurzschluß der Klemmen 1 und 2 (durch
) für die ursprüngliche Schaltung durch Anwendung der Kirchhoffschen Regeln. Vergleichen Sie mit dem Strom
, der sich bei Kurzschluß der Ersatzspannungsquelle ergibt.
5.3 Geben Sie die Ersatzstromquelle bezüglich der Klemmen 1 und 2 an.
Gegeben ist die folgende Schaltung mit den Werten:
6.1 Geben Sie für die gezeichnete Schaltung bezüglich der Klemmen 1 und 2 die Ersatzspannungsquelle mit Innenwiderstand an.
6.2 Welchen Wert muss ein an den Klemmen 1 und 2 angeschlossener Widerstand besitzen, damit die in ihm umgesetzte Leistung maximal ist?
Zusatzaufgabe:
6.3 Wie groß ist im Fall 1.2 der Wirkungsgrad der Anordnung, wenn als Nutzleistung die im Außenwiderstand umgesetzte Leistung anzusehen ist (nicht vom Ersatzschaltbild ausgehen!)? Wie groß wäre der Wirkungsgrad, wenn Sie vom Ersatzschaltbild ausgehen würden?
Gegeben ist das folgende Netzwerk.
Es sind die folgenden Werte bekannt:
7.1 Bestimmen Sie die Spannung durch direkte Anwendung der Kirchhoffschen Sätze (Knoten- und Maschenregel). Stellen Sie hierzu das erforderliche lineare Gleichungssystem auf. (Die Lösung dieses LGS ist aufwändig.)
Gegeben sind:
Berechnen Sie den Strom mit Hilfe des Überlagerungsverfahrens.
Gegeben ist folgende Schaltung:
Nehmen Sie und
als bekannt an.
Der linke Teil der Schaltung, bestehend aus den vier Komponenten und
, wird im folgenden als Quelle betrachtet. Der Recht Teil, bestehend aus dem Schalter und R3 wird als Verbraucher betrachtet.
Zunächst sei S geöffnet.
2.1 Berechnen Sie den Strom .
2.2 Bestimmen Sie eine Ersatzspannungsquelle (,
) bezüglich der Klemmen A und B.
Nun sei S geschlossen.
2.3 Berechnen Sie den Strom mit Hilfe der Ersatzspannungsquelle bezüglich der Klemmen A und B. (Zusatzaufgabe: Bestimmen Sie den gesuchten Strom über die Knoten- und Maschengleichungen und prüfen Sie, ob dieser Strom identisch ist.)
2.4 Wie muss gewählt werden, damit
wird?
2.5 Wie groß wird für der Kurzschlußstrom
?
2.6 Geben Sie eine Ersatzstromquelle mit der Spannung bezüglich der Klemmen A und B an, die ebenfalls eine Berechnung des Stromes
gestattet.
2.7 Bei welchem Wert für ist die an
abgegebene Leistung maximal. Geben Sie
und
an.
Zwei Spannungsquellen mit den konstanten Spannungen und
und den Innenwiderständen
und
sind parallel geschaltet.
10.1 Berechnen Sie mit Hilfe der Kirchhoffschen Gesetze (Knoten- und Maschenregel) die drei Ströme ,
und
sowie die Spannung an
. Es gilt:
und
.
10.2 Zeigen Sie, dass man mit Hilfe des Überlagerungssatzes die gleichen Wert für die drei Ströme erhält, wie unter 1.1. ( Ω und
)
10.3 Wandeln Sie die Schaltung aus ,
,
und
in eine äquivalente Ersatzquelle der Klemmen A und B um und berechnen Sie dann den Strom
.
10.4 Welcher Bedingung müssen die beiden Spannungsquellen genügen, damit kein Strom durch den Widerstand fließt?
Gegeben ist folgende Schaltung:
Zahlenwerte:
11.1 Bestimmen Sie den Innenwiderstand des Netzwerkes bezüglich der Klemmen A und B.
11.2 Bestimmen Sie die Leerlaufspannung des Netzwerks mit den beiden Quellen bezüglich der Klemmen A und B.
11.3 Der Belastungswiderstand sei zwischen
und
veränderlich. Auf welchen Wert muss er eingestellt werden, damit in ihm die maximale Leistung umgesetzt wird?
Es sei nun (Kurzschluss).
11.4 Bestimmen Sie die Einzelleistungen der beiden Quellen. Geben Sie an, ob die Quellen Leistungen aufnehmen oder abgeben