Aufgabe 1 – Überlagerungsverfahren

Gegeben ist die folgende Schaltung:

• Bestimmen Sie den Strom I₂ durch den Widerstand R₂ mit Hilfe des Überlagerungsverfahrens.

Spice 1 - Überlagerungsverfahren

Bauen Sie die Schaltung nur mit Spannungquelle, nur mit Stromquelle und mit beiden Quellen auf. R1=R2=R3=R4=1, U=10V, I=1A

Vergleichen Sie die Ströme durch R2 in allen drei Schaltungen. Stimmt die Summe mit getrennten Quellen mit dem Strom aus der Gesamtschaltung überein?

Aufgabe 2 – Ersatzquellen

Gegeben ist die folgende Schaltung:

Open

• Wandeln Sie die obige Schaltung in eine äquivalente Ersatzspannungsquelle bezüglich der Klemmen um. Berechnen Sie den Kurzschlussstrom.

Spice 2 - Ersatzquellen

Bauen Sie die Schaltung in LTspice nach.

U=10V R1=2, R2=3, R3=4

• Lesen Sie die Leerlaufspannung ab

• Kopieren Sie die Schaltung. Schließen Sie den Ausgang kurz und überlegen Sie, wie Sie den Kurzschlusstrom ablesen können?

• Berechnen Sie den Innenwiderstand der Ersatzquelle. Sie können das per Hand machen oder auch in LTspice die Spannungen und Ströme miteinander verrechnen.

Aufgabe 3 – Überlagerungsverfahren und Ersatzquellen

Gegeben ist die folgende Schaltung, mit den Werten: U₁=10 V, I₁=1 A, R₁= 1 Ω, R₂= 2 Ω, R₃= 3Ω.

Open

• Wandeln Sie mit Hilfe des Überlagerungsverfahrens diese Schaltung in eine äquivalente Ersatzquelle bzgl. der Anschlüsse um.

• Berechnen Sie den Kurzschlussstrom I_K.

• Welchen Wert muss ein zwischen die beiden Klemmen geschalteter Widerstand R₄ haben, damit die in diesem Widerstand umgesetzte Leistung maximal ist?

Nehmen Sie nun an, dass zwischen die Klemmen ein Lastwiderstand R₄= 4 Ω geschaltet ist.

• Berechnen Sie den Wirkungsgrad dieser Schaltung!

• Warum darf dabei nicht von der vereinfachten Ersatzquelle ausgegangen werden?

Spice 3 - Überlagerungsverfahren und Ersatzquellen

Bauen Sie die Schaltung nach und lösen Sie die Aufgaben genauso wie in A1 und A2 beschrieben.

Handschriftliche Lösung

Spice Aufgabe 1

Spice Aufgabe 2

Spice Aufgabe 3