Spannungsquellen (Grundlagen Teil 1)

Verständnisfragen, Berechnungen | Francesco Dalprà (BWZ Brugg)

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Set of flashcards Details

Flashcards	18
Language	Deutsch
Category	Electrical Engineering
Level	Vocational School
Created / Updated	13.04.2025 / 21.04.2025
Weblink	https://card2brain.ch/box/20250413_spannungsquellen_grundlagen_teil_1
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Study

Was geschieht mit der Klemmenspannung einer Spannungsquelle, wenn zu einem bestehenden Lastwiderstand RL₁ ein weiterer Lastwiderstand RL₂ parallel hinzugefügt wird?

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Durch den zusätzlichen Strom im Innenwiderstand R_i(verursacht durch den zweiten Lastwiderstandes RL₂) sinkt die Klemmenspannung weiter nach unten.

Was geschieht wenn eine Batterie oder ein Akkumulator dauernd kurzgeschlossen wird?

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

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.

Wie lautet die zusammengesetzte Formel für die Berechnung der Klemmenspannung U_KL,

wenn I, R_i, und U₀ bekannt sind.

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Eine Batterie verfügt über einen angeschlossenen Lastwiderstand R_L von 4 Ohm und ein Strom I von 1 A.

Der Innenwiderstand R_i beträgt 600 mOhm.

Wie gross ist demnach die Leerlaufspannung?

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

4,6V

Ein einzelnes Nickel-Cadmium-Element besitzt eine Leerlaufspannung von 1,42Vdc.

Wie gross ist dessen InnenwiderstandR_i, wenn durch den Laststrom I = 10A die Klemmespannung auf 1,35Vdc sinkt.

Ri = 135mOhm

Ri = 142mOhm

Ri = 277mOhm

Ri = 7mOhm

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Ri = 135mOhm

Ri = 142mOhm

Ri = 277mOhm

Ri = 7mOhm

Zeichnen Sie das Ersatzschaltbild einer Spannungquelle bestehend aus der Quelle U₀,

Innenwiderstand R_i, Lastwiderstand R_L und den Anschlussklemmen.

Bezeichnen Sie zudem alle darin enthaltenen elektrischen Grössen.

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Eine Spannungsquelle besitzt eine Leerlaufspannung U₀(Quellenspannung U_q) von 24V.
Der Innenwiderstand R_i wird mit 4 Ohm und der Lastwiderstand R_L mit 8 Ohm an-
gegeben.

Lösen Sie die Aufgabe durch eine saubere graphischen Lösung (Tipp: Belastungskennlinie).

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

An eine Spannungsquelle wird ein Lastwiderstand R_L von 6 Ohm angeschlossen.

Der Strom durch den Innenwiderstand R_i beträgt dabei I = 1,5A.

Welche Klemmenspannung herrscht unter diesen Betriebsbedingungen?

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

Ein Bleiakkumulator besitzt eine Leerlaufspannung U₀ (Quellenspannung U_q) von 12Vdc und

einen Innenwiderstand Ri von 20mOhm.

Wie gross wird dadurch der Kurzschlussstrom I_K, wenn die Anschlussklemmen kurzgeschlossen werden?

Keyboard commands:

= turn,

= for-/backward,

= scroll

600A

Eine unbelastete Spannungsquelle wird mit einem normalen Ohm'schen Widerstand R_L belastet.

Welche der vier Behauptungen ist Richtig?

Die Klemmenspannung steigt bei Belastung.

Die Klemmenspannung bleibt bei Belastung gleich wie unbelastet.

Die Klemmenspannung sinkt bei Belastung.

Die Klemmenspannung sinkt nahezu auf den Wert 0V.

Die Klemmenspannung steigt bei Belastung.

Die Klemmenspannung bleibt bei Belastung gleich wie unbelastet.

Die Klemmenspannung sinkt bei Belastung.

Die Klemmenspannung sinkt nahezu auf den Wert 0V.

a) Aus was besteht bei einer Batterie oder einem Akkumulatoren der Innenwiderstand R_i?

b) Aus was besteht bei einem elektrisch rotierenden Generator der Innenwiderstand R_i?

Elektrolyt (elektr. leitende Flüssikeit wie Säuren, Laugen, Salzwasser)
Eingesetztes Trägermaterial (Blei, Nickel-Cadmium, Kohle-Zink, etc...)
Elektrische Anschlüsse, Verbinder, Polanschlüsse

Kupferwicklungen (Stator und Rotor)
Kohlebürsten und Kollektor an der Erregerwicklung
Magnetische Kern (Eisenpakete)
Elektrische Anschlüsse, Verbinder, Polanschlüsse

Welche zwei elektrische Extremwerte können bei einer Spannungsquelle vorhanden sein?

Leerlaufzustand
Kurzschlussverhalten

Was messen Sie mit einem Voltmeter an den Klemmen einer unbelasteten Spannungsquelle (zum Bsp. Batterie)?

Leerlaufspannung U₀

(sog. Quellenspannung Uq)

Auf welchem Prinzip beruht die innere Funktion einer Batterie (respektive auch eines Akkumulators)?

Durch eine chemische Reaktion der darin enthaltenen Stoffe (Bestandteile).

Wie werden Akkumulatoren desweiteren fachlich auch genannt?

Sekundärelemente

(Wiederaufladbare Energiespeicher)

Wie werden handelsübliche Batterien desweiteren fachlich auch genannt?

Primärelemente

(Nicht wiederaufladbare Energiespeicher)

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)

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