Spannungsquellen (Grundlagen Teil 1)
Verständnisfragen, Berechnungen | Francesco Dalprà (BWZ Brugg)
Verständnisfragen, Berechnungen | Francesco Dalprà (BWZ Brugg)
Nennen Sie fünf unterschiedliche Spannungsquellen.
- Batterien
- Akkumulatoren (sog. Akkus)
- Netzgeräte (AC oder DC)
- Generatoren (AC oder DC)
- Notstromaggregate (Benzin oder Diesel)
- Frequenzumformer (Bsp. Flughäfen 400Hz)
- Photovoltaikanlagen (Solarzellen)
Wie werden handelsübliche Batterien desweiteren fachlich auch genannt?
Primärelemente
(Nicht wiederaufladbare Energiespeicher)
Wie werden Akkumulatoren desweiteren fachlich auch genannt?
Sekundärelemente
(Wiederaufladbare Energiespeicher)
Auf welchem Prinzip beruht die innere Funktion einer Batterie (respektive auch eines Akkumulators)?
Durch eine chemische Reaktion der darin enthaltenen Stoffe (Bestandteile).
Was messen Sie mit einem Voltmeter an den Klemmen einer unbelasteten Spannungsquelle (zum Bsp. Batterie)?
Leerlaufspannung U0
(sog. Quellenspannung Uq)
Welche zwei elektrische Extremwerte können bei einer Spannungsquelle vorhanden sein?
- Leerlaufzustand
- Kurzschlussverhalten
a) Aus was besteht bei einer Batterie oder einem Akkumulatoren der Innenwiderstand Ri?
b) Aus was besteht bei einem elektrisch rotierenden Generator der Innenwiderstand Ri?
a)
- Elektrolyt (elektr. leitende Flüssikeit wie Säuren, Laugen, Salzwasser)
- Eingesetztes Trägermaterial (Blei, Nickel-Cadmium, Kohle-Zink, etc...)
- Elektrische Anschlüsse, Verbinder, Polanschlüsse
b)
- Kupferwicklungen (Stator und Rotor)
- Kohlebürsten und Kollektor an der Erregerwicklung
- Magnetische Kern (Eisenpakete)
- Elektrische Anschlüsse, Verbinder, Polanschlüsse
Eine unbelastete Spannungsquelle wird mit einem normalen Ohm'schen Widerstand RL belastet.
Welche der vier Behauptungen ist Richtig?
Ein Bleiakkumulator besitzt eine Leerlaufspannung U0 (Quellenspannung Uq) von 12Vdc und
einen Innenwiderstand Ri von 20mOhm.
Wie gross wird dadurch der Kurzschlussstrom IK, wenn die Anschlussklemmen kurzgeschlossen werden?
600A
An eine Spannungsquelle wird ein Lastwiderstand RL von 6 Ohm angeschlossen.
Der Strom durch den Innenwiderstand Ri beträgt dabei I = 1,5A.
Welche Klemmenspannung herrscht unter diesen Betriebsbedingungen?
9V
Eine Spannungsquelle besitzt eine Leerlaufspannung U0 (Quellenspannung Uq) von 24V.
Der Innenwiderstand Ri wird mit 4 Ohm und der Lastwiderstand RL mit 8 Ohm an-
gegeben.
Lösen Sie die Aufgabe durch eine saubere graphischen Lösung (Tipp: Belastungskennlinie).
Zeichnen Sie das Ersatzschaltbild einer Spannungquelle bestehend aus der Quelle U0,
Innenwiderstand Ri, Lastwiderstand RL und den Anschlussklemmen.
Bezeichnen Sie zudem alle darin enthaltenen elektrischen Grössen.
Ein einzelnes Nickel-Cadmium-Element besitzt eine Leerlaufspannung von 1,42Vdc.
Wie gross ist dessen Innenwiderstand Ri, wenn durch den Laststrom I = 10A die Klemmespannung auf 1,35Vdc sinkt.
Eine Batterie verfügt über einen angeschlossenen Lastwiderstand RL von 4 Ohm und ein Strom I von 1 A.
Der Innenwiderstand Ri beträgt 600 mOhm.
Wie gross ist demnach die Leerlaufspannung?
4,6V
Wie lautet die zusammengesetzte Formel für die Berechnung der Klemmenspannung UKL,
wenn I, Ri, und U0 bekannt sind.
Nach welcher bekannten Schaltungsart, ist das Ersatzschaltbild einer Spannungsquelle
mit Innenwiderstand und einem Lastwiderstand zusammengesetzt?
Was geschieht wenn eine Batterie oder ein Akkumulator dauernd kurzgeschlossen wird?
Die Batterie oder der Akkumulator wird extrem schnell entladen und dadurch warm.
Durch den hohen Strom kann mittels thermische und auch mechanisch Wirkung diese zerstört werden.
Bei grösseren Akkukapazitäten, ist ein Kurzschluss sehr gefährlich und kann zum Brand führen.
Was geschieht mit der Klemmenspannung einer Spannungsquelle, wenn zu einem bestehenden Lastwiderstand RL1 ein weiterer Lastwiderstand RL2 parallel hinzugefügt wird?
Durch den zusätzlichen Strom im Innenwiderstand Ri (verursacht durch den zweiten Lastwiderstandes RL2) sinkt die Klemmenspannung weiter nach unten.
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Nennen Sie fünf unterschiedliche Spannungsquellen.
- Batterien
- Akkumulatoren (sog. Akkus)
- Netzgeräte (AC oder DC)
- Generatoren (AC oder DC)
- Notstromaggregate (Benzin oder Diesel)
- Frequenzumformer (Bsp. Flughäfen 400Hz)
- Photovoltaikanlagen (Solarzellen)
Wie werden handelsübliche Batterien desweiteren fachlich auch genannt?
Primärelemente
(Nicht wiederaufladbare Energiespeicher)
Wie werden Akkumulatoren desweiteren fachlich auch genannt?
Sekundärelemente
(Wiederaufladbare Energiespeicher)
Auf welchem Prinzip beruht die innere Funktion einer Batterie (respektive auch eines Akkumulators)?
Durch eine chemische Reaktion der darin enthaltenen Stoffe (Bestandteile).
Was messen Sie mit einem Voltmeter an den Klemmen einer unbelasteten Spannungsquelle (zum Bsp. Batterie)?
Leerlaufspannung U0
(sog. Quellenspannung Uq)
Welche zwei elektrische Extremwerte können bei einer Spannungsquelle vorhanden sein?
- Leerlaufzustand
- Kurzschlussverhalten
a) Aus was besteht bei einer Batterie oder einem Akkumulatoren der Innenwiderstand Ri?
b) Aus was besteht bei einem elektrisch rotierenden Generator der Innenwiderstand Ri?
a)
- Elektrolyt (elektr. leitende Flüssikeit wie Säuren, Laugen, Salzwasser)
- Eingesetztes Trägermaterial (Blei, Nickel-Cadmium, Kohle-Zink, etc...)
- Elektrische Anschlüsse, Verbinder, Polanschlüsse
b)
- Kupferwicklungen (Stator und Rotor)
- Kohlebürsten und Kollektor an der Erregerwicklung
- Magnetische Kern (Eisenpakete)
- Elektrische Anschlüsse, Verbinder, Polanschlüsse
Eine unbelastete Spannungsquelle wird mit einem normalen Ohm'schen Widerstand RL belastet.
Welche der vier Behauptungen ist Richtig?
Ein Bleiakkumulator besitzt eine Leerlaufspannung U0 (Quellenspannung Uq) von 12Vdc und
einen Innenwiderstand Ri von 20mOhm.
Wie gross wird dadurch der Kurzschlussstrom IK, wenn die Anschlussklemmen kurzgeschlossen werden?
600A
An eine Spannungsquelle wird ein Lastwiderstand RL von 6 Ohm angeschlossen.
Der Strom durch den Innenwiderstand Ri beträgt dabei I = 1,5A.
Welche Klemmenspannung herrscht unter diesen Betriebsbedingungen?
9V
Eine Spannungsquelle besitzt eine Leerlaufspannung U0 (Quellenspannung Uq) von 24V.
Der Innenwiderstand Ri wird mit 4 Ohm und der Lastwiderstand RL mit 8 Ohm an-
gegeben.
Lösen Sie die Aufgabe durch eine saubere graphischen Lösung (Tipp: Belastungskennlinie).
Zeichnen Sie das Ersatzschaltbild einer Spannungquelle bestehend aus der Quelle U0,
Innenwiderstand Ri, Lastwiderstand RL und den Anschlussklemmen.
Bezeichnen Sie zudem alle darin enthaltenen elektrischen Grössen.
Ein einzelnes Nickel-Cadmium-Element besitzt eine Leerlaufspannung von 1,42Vdc.
Wie gross ist dessen Innenwiderstand Ri, wenn durch den Laststrom I = 10A die Klemmespannung auf 1,35Vdc sinkt.
Eine Batterie verfügt über einen angeschlossenen Lastwiderstand RL von 4 Ohm und ein Strom I von 1 A.
Der Innenwiderstand Ri beträgt 600 mOhm.
Wie gross ist demnach die Leerlaufspannung?
4,6V
Wie lautet die zusammengesetzte Formel für die Berechnung der Klemmenspannung UKL,
wenn I, Ri, und U0 bekannt sind.
Nach welcher bekannten Schaltungsart, ist das Ersatzschaltbild einer Spannungsquelle
mit Innenwiderstand und einem Lastwiderstand zusammengesetzt?
Was geschieht wenn eine Batterie oder ein Akkumulator dauernd kurzgeschlossen wird?
Die Batterie oder der Akkumulator wird extrem schnell entladen und dadurch warm.
Durch den hohen Strom kann mittels thermische und auch mechanisch Wirkung diese zerstört werden.
Bei grösseren Akkukapazitäten, ist ein Kurzschluss sehr gefährlich und kann zum Brand führen.
Was geschieht mit der Klemmenspannung einer Spannungsquelle, wenn zu einem bestehenden Lastwiderstand RL1 ein weiterer Lastwiderstand RL2 parallel hinzugefügt wird?
Durch den zusätzlichen Strom im Innenwiderstand Ri (verursacht durch den zweiten Lastwiderstandes RL2) sinkt die Klemmenspannung weiter nach unten.
