Wechselstrom Fragen 1-60
Elektrotechnik
Elektrotechnik
Zeichnen Sie ein mögliches Zeigerdiagramm (Stromdreieck) für die nachfolgende Schaltung.
eigentlich selltis nach obina gah aber hä kb kä zzeichne
Bei welcher Schaltungsvariante kann das Leitwertdreieck Sinn machen?
Bei einer Parallelschaltung, wo die Widerstände gegeben sind.
Wie sieht das Zeigerdiagramm für die nachfolgende Schaltung aus?
Eine Serieschaltung besteht aus einem Wirkwiderstand, einer idealen Induktivität und einem idealen Kondensator. Unter welcher Bedingung ist der Scheinwiderstand dieser Schaltung am kleinsten (überlegen Sie sich die Situation anhand des Widerstandsdreiecks)?
Wenn der induktive- und kapazitive Blindwiderstand gleich gross ist, ist der \( \cos\varphi = 1\) und der Scheinwiderstand nur so gross wie der Wirkwiderstand
Wie sieht das Zeigerdiagramm für die nachfolgende Schaltung aus?
Beim nachfolgenden Diagramm sind die Verläufe von Spannung, Strom und Leistung dargestellt. Welche Art von Verbrauchern erzeugt bei der Messung ein solches Diagramm?
Wirkwiderstände wie: Heizwicklungen oder Lötkolben
Welche Leistungsart ergibt das Produkt aus den Messwerten von Spannung und Strom?
Scheinleistung S
Zu welcher Verbraucherart passt das nachfolgende Diagramm?
Induktive Verbraucher wie Motoren und Transformatoren
Aus Leistungskurve ist erkennbar, dass sich in verschiedenen Periodenabschnitten eine negative Leistung ergibt. Was bedeutet „negative Leistung“?
Negative Leistung bedeutet, dass der Verbraucher Energie zurück ins Netz speist.
Welche Verbraucher können Energie in das Netz zurückspeisen?
Induktive- und kapazitive Verbraucher
Warum ist der Momentanwert der Scheinleistung immer Null, wenn entweder die Spannung oder der Strom den Nulldurchgang hat?
Die Scheinleistung berechnet sich aus dem Produkt von Strom und Spannung. Ist einer der beiden Momentanwerte gleich Null, so ergibt dies auch bei der momentanen Scheinleistung Null.
Welche Leistung nimmt ein idealer Kondensator auf?
keine
Wie lassen sich anhand des Leistungsdreiecks der Leistungsfaktor und der Blindfaktor berechnen?
Leistungsfaktor: \(\cos\varphi = \frac{P}{S}\)
Blindfaktor: \(\sin \varphi = \frac{Q}{S} \quad\)
Was versteht man unter dem Begriff „Kompensation“?
Ausgleichen der induktiven Blindleistung durch kapazitive Blindleistung.
Was versteht man unter Einzelkompensation?
Der Kompensationskondensator ist direkt an den Verbraucher geschaltet.
Was versteht man unter Gruppenkompensation?
Eine Gruppe von Verbrauchern hat eine gemeinsame Kompensationsanlage
Erklären Sie den Ausdruck Zentralkompensation.
Durch einen Blindleistungsregler werden nur so viele Kondensatoren eingeschaltet, wie gerade nötig sind.
Warum wird kompensiert? Was will man durch Kompensation erreichen?
Durch Kompensation wird die Stromstärke in der Zuleitung verringert aber die Wirkleistung bleibt gleich
Man möchte Energieübertragungseinrichtungen entlasten
Warum wird nicht voll, d.h. auf auf \(cosφ = 1\) kompensiert?
Da es bei kleinen Abweichungen Kapazitiv werden kann
Welchen Leistungsfaktor strebt man bei der Kompensation an?
0,9-0,95 (induktiv)
Welche wesentlichen Vorteile hat ein Wechselstromnetz gegenüber einem Gleichstromnetz?
Sie ist transformierbar und lässt sich besser schalten
Erklären Sie, warum bei einer stehenden Leiterschleife in einem Magnetfeld keine Spannung induziert wird.
Der Magnetische Fluss muss verändert werden, das geht nur wenn sich die Leiterschleife gleichmässig dreht.
Welche Werte unterscheiden wir bei der Sinusschwingung einer Wechselspannung?
Wie berechnet sich der Momentanwert u einer sinusförmigen Wechselspannung, wenn der Scheitelwert und der Winkel bekannt sind?
\(u = \hat{u} \cdot \sin \varphi\)
Was bedeutet der Begriff Frequenz im Zusammenhang mit einer sinusförmigen Wechselspannung?
Die Frequenz gibt die Anzahl Perioden während einer Sekunde an.
Was bedeutet der Begriff Periodendauer im Zusammenhang mit einer sinusförmigen Wechselspannung?
Die Periodendauer gibt die Zeitdauer einer Periode an
Welche Einheit hat die Frequenz?
Hertz (Hz, 1/s)
Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Frequenz und der Periodendauer?
Die Frequenz ist der Kehrwert der Periodendauer
Wie kann bei einem Einphasengenerator die Frequenz der erzeugten Wechselspannung berechnet werden, wenn die Polpaarzahl p und die Drehzahl n [1/min] bekannt sind?
Polpaarzahl x Drehzahl = Frequenz
Wie ist die Kreisfrequenz definiert?
\(\omega = 2\pi \cdot f\)
Was gibt der Effektivwert eines Wechselstromes an? Welcher Zusammenhang besteht mit einem Gleichstrom?
Der Effektivwert zeigt den leistungsmässigen Effekt des Wechselstroms, er ist gleich gross wie ein Gleichstrom mit derselben Wärmewirkung.
Welchen Wert können Sie bei einem Multimeter bei der Spannungs- bzw. Strommessung ablesen?
Den Effektivwert
Um welchen Faktor unterscheiden sich der Effektiv- und der Scheitelwert bei einem sinusförmigen Wechselstrom?
\(î = \sqrt{2} \cdot I ; \quad û = \sqrt{2} \cdot u\)
Ein Glühlämpchen ist an eine Gleichspannungsquelle von 12 V angeschlossen. Wie gross muss der eingezeichnete Wechselspannungswert sein, damit das Lämpchen gleich hell leuchtet?
\(12V \cdot \sqrt{2} = 16,97V\)
Was sind Wirkwiderstände?
Wirkwiderstände haben bei Gleich- und Wechselspannung den gleichen Widerstandswert
Nennen Sie einige Verbraucher aus der Praxis, die das Verhalten von Wirkwiderständen haben.
Heizwicklungen in Kochfeldern, Wassererwärmer, Lötkolben, (Glühlämpchen)
Wie verhalten sich Spannung und Strom bei einem Wirkwiderstand?
Sie sind in Phase
Umschreiben Sie den Begriff „in Phase“.
Es fliesst immer dann ein Strom, wenn der Momentanwert der Spannung nicht Null ist.
Was passiert mit dem Widerstand einer Spule, wenn sie einmal an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen wird und einmal an eine Wechselspannungsquelle?
Bei der Wechselspannung hat die Spule einen höheren Widerstand
Wie nennt sich der Widerstand, der aus den Messwerten von Wechselspannung und Wechselstrom ermittelt wird?
Scheinwiderstand Z
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Flashcards
Welche wesentlichen Vorteile hat ein Wechselstromnetz gegenüber einem Gleichstromnetz?
Sie ist transformierbar und lässt sich besser schalten
Erklären Sie, warum bei einer stehenden Leiterschleife in einem Magnetfeld keine Spannung induziert wird.
Der Magnetische Fluss muss verändert werden, das geht nur wenn sich die Leiterschleife gleichmässig dreht.
Welche Werte unterscheiden wir bei der Sinusschwingung einer Wechselspannung?
Wie berechnet sich der Momentanwert u einer sinusförmigen Wechselspannung, wenn der Scheitelwert und der Winkel bekannt sind?
\(u = \hat{u} \cdot \sin \varphi\)
Was bedeutet der Begriff Frequenz im Zusammenhang mit einer sinusförmigen Wechselspannung?
Die Frequenz gibt die Anzahl Perioden während einer Sekunde an.
Was bedeutet der Begriff Periodendauer im Zusammenhang mit einer sinusförmigen Wechselspannung?
Die Periodendauer gibt die Zeitdauer einer Periode an
Welche Einheit hat die Frequenz?
Hertz (Hz, 1/s)
Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Frequenz und der Periodendauer?
Die Frequenz ist der Kehrwert der Periodendauer
Wie kann bei einem Einphasengenerator die Frequenz der erzeugten Wechselspannung berechnet werden, wenn die Polpaarzahl p und die Drehzahl n [1/min] bekannt sind?
Polpaarzahl x Drehzahl = Frequenz
Wie ist die Kreisfrequenz definiert?
\(\omega = 2\pi \cdot f\)
Was gibt der Effektivwert eines Wechselstromes an? Welcher Zusammenhang besteht mit einem Gleichstrom?
Der Effektivwert zeigt den leistungsmässigen Effekt des Wechselstroms, er ist gleich gross wie ein Gleichstrom mit derselben Wärmewirkung.
Welchen Wert können Sie bei einem Multimeter bei der Spannungs- bzw. Strommessung ablesen?
Den Effektivwert
Um welchen Faktor unterscheiden sich der Effektiv- und der Scheitelwert bei einem sinusförmigen Wechselstrom?
\(î = \sqrt{2} \cdot I ; \quad û = \sqrt{2} \cdot u\)
Ein Glühlämpchen ist an eine Gleichspannungsquelle von 12 V angeschlossen. Wie gross muss der eingezeichnete Wechselspannungswert sein, damit das Lämpchen gleich hell leuchtet?
\(12V \cdot \sqrt{2} = 16,97V\)
Was sind Wirkwiderstände?
Wirkwiderstände haben bei Gleich- und Wechselspannung den gleichen Widerstandswert
Nennen Sie einige Verbraucher aus der Praxis, die das Verhalten von Wirkwiderständen haben.
Heizwicklungen in Kochfeldern, Wassererwärmer, Lötkolben, (Glühlämpchen)
Wie verhalten sich Spannung und Strom bei einem Wirkwiderstand?
Sie sind in Phase
Umschreiben Sie den Begriff „in Phase“.
Es fliesst immer dann ein Strom, wenn der Momentanwert der Spannung nicht Null ist.
Was passiert mit dem Widerstand einer Spule, wenn sie einmal an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen wird und einmal an eine Wechselspannungsquelle?
Bei der Wechselspannung hat die Spule einen höheren Widerstand
Wie nennt sich der Widerstand, der aus den Messwerten von Wechselspannung und Wechselstrom ermittelt wird?
Scheinwiderstand Z
Wie lautet das Ohmsche Gesetz in allgemeiner Form?
\(Z = \frac{U}{I}\)
Warum zeigt das Ohmmeter bei der Widerstandsmessung an einer Spule den Wirk- und nicht den Scheinwiderstand an?
Das Ohmmeter misst mit einer Gleichspannung.
Welcher Phasenverschiebungswinkel \(\varphi\) liegt zwischen der angelegten Spannung und dem Strom bei einer reinen Induktivität?
Der Phasenverschiebungswinkel beträgt 90°.
Wann ist der induktive Blindwiderstand einer Spule besonders gross?
-Bei einem geschlossenem Eisenkern.
-Bei einer hohen Frequenz.
Was ist bei einer Induktivität stets nacheilend?
Der Strom
Bei Induktivitäten tun sich die Ströme verspäten!
Wie berechnet sich der induktive Blindwiderstand XL?
\(X_L = \frac{U_{bl}}{I_{bl}}\)
\(XL = 2\pi \cdot f \cdot L\)
Können reine Induktivitäten hergestellt werden?
Nein, es gibt immer einen Drahtwiderstand.
Wie sieht das Ersatzschaltbild einer Spule aus? Geben Sie auch die Spannungspfeile an.
Wie verhalten sich a) der Wirkwiderstand und b) der induktive Blindwiderstand einer Spule, wenn an der angeschlossenen Wechselspannungsquelle die Frequenz erhöht wird?
a) Der Wirkwiderstand bleibt gleich.
b) Der induktive Blindwiderstand wird mit steigender Frequenz grösser.
Warum wird eine Schützspule für 230 V-Wechselspannung bei einem irrtümlichen Anschluss an 220 V-Gleichspannung unzulässig heiss und schlussendlich zerstört?
Da es bei einer Gleichspannung keinen induktiven Blindwiderstand gibt, ist der Strom viel zu hoch und zerstört die Spule.
Zeichnen Sie ein mögliches Spannungsdreieck für eine induktive Schaltung (inkl. Beschriftung)
Wie kann aus einer Wirk- und Blindspannung die Gesamtspannung einer Schaltung berechnet werden?
\( U = \sqrt{U_w^2 + U_{bl}^2} \) (Satz des Pythagoras)
Welchen Zusammenhang gibt es zwischen Spannungs- und Widerstandsdreieck, wenn beides für die gleiche Serieschaltung gezeichnet werden soll?
Teilt man die drei Seiten des Spannungsdreiecks durch den Strom, erhält man die entsprechenden Widerstände.
\( R = \frac{U_w}{I} ; Z = \frac{U}{I} ; X_L = \frac{U_{bl}}{I} \)
Das Seitenverhältnis und der Winkel \(\cos\varphi \) ist gleich
Wozu passt das nachfolgende Zeigerdiagramm?
Das Zeigerdiagramm passt zu einer reinen Kapazität.
Wann ist der kapazitive Blindwiderstand eines Kondensators klein?
- Bei einer hohen Kapazität
- Bei einer hohen Frequenz
Wie berechnet sich der kapazitive Blindwiderstand eines Kondensators?
\(X_c = \frac{U_{bc}}{I_{bc}}\)
\(X_c = \frac{1}{2\pi\cdot f\cdot C}\)
Wie berechnet sich der Gesamtstrom I, wenn der Wirkstrom Iw und der kapazitive Blindstrom Ibc bekannt sind?
\(I = \sqrt{I_w^2 + I_{bc}^2} \quad (\text{Satz des Pythagoras})\)
Zeichnen Sie ein mögliches Zeigerdiagramm (Stromdreieck) für die nachfolgende Schaltung.
eigentlich selltis nach obina gah aber hä kb kä zzeichne
Bei welcher Schaltungsvariante kann das Leitwertdreieck Sinn machen?
Bei einer Parallelschaltung, wo die Widerstände gegeben sind.
Wie sieht das Zeigerdiagramm für die nachfolgende Schaltung aus?
