Elektrotechnik
Grundlagen Elektrotechnik
Grundlagen Elektrotechnik
Kartei Details
| Karten | 37 |
|---|---|
| Lernende | 23 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Elektrotechnik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 16.07.2014 / 30.03.2024 |
| Weblink |
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Eine Spule ist ein linearer frequenzabhängiger Widerstand.
Ihr sogenannter Blindwiderstand XL ist umso größer, je höher
die angelegte Wechselspannung ist.
Mit Spule und ohmschem Widerstand kann eine Filterschaltung,
z.B. ein Tiefpass, realisiert werden, welche an ihrem Ausgang nur Spannungen niederer Frequenzen
durchlässt und Spannungen hoher Frequenzen sperrt.
Gemischte Schaltungen
Gegeben ist folgendes Widerstandsnetzwerk (vgl. Abb. 2.1)
a) Berechnen Sie den Gesamtwiderstand Rges, wenn die Einzelwiderstände folgende Werte aufweisen:
R1 = R2 = 570 Ω;
R3 = 2,4 kΩ;
R4=R5=250Ω;
R6=470Ω !
b) Berechnen Sie den Spannungsfall U6 und die Stromstärke I3 bei gegebener
Eingangsspannung U = 12V.
a) Rges = ?
R34 = R3 + R4 = 2400 Ω + 250 Ω
R34 = 2650 Ω
R2 II R34:
1 / R234 = 1 / R2 + 1 / R34 = 1 / 570 Ω + 1 / 2650 Ω
R234 = 469,1 Ω
R5 II R6:
1 / R56 = 1 / R5 + 1 / R6 = 1 / 250 Ω + 1 / 470 Ω
R56 = 163,2 Ω
Rges = R1 + R234 + R56 = 570 Ω + 469,1 Ω + 163,2 Ω
Rges = 1202,3 Ω
______________
b) I3 = ?
I = U/Rges = 12 V / 1202,3 Ω
I = 9,98 mA
U2 = R234 * I = 469,1 Ω * 0,00998 A
U2 = 4,68 V
I3 = U2 / R34 = 4,68 V / 2650 Ω
I3 = 1,77 mA
U6 = ?
U / Rges = U6 / U56
U6 = U * R56 / Rges = 12 V * 163,2 Ω / 1202,3 Ω
U6 = 1,63 V
Kondensator:
Wie ist der prinzipielle Aufbau?
Ein Kondensator besteht aus zwei elektrisch von einander isolierten Platten.
Kondensator:
Wie ist das Schaltzeichen?
siehe Bild
Kondensator:
Wovon ist die Kapazität eines Kondensators abhängig?
Die Kapazität eines Kondensators C ist abhängig von der Plattenfläche A und dem Plattenabstand l (kleines L)
Kondensator:
Nenne 4 verschiedene Bauformen.
- Kunststofffolien-Kondensatoren
- Elektrolytkondensatoren
- Keramikkondensatoren
- Tantal-Elektrolytkondensatoren
Kondensator:
Schaltungsaufbau beim Laden und Entladen?
siehe Bild
Kondensator:
1. Gibt es ein Maß für die Aufladegeschwindigkeit?
2. Wovon hängt die Ladezeit ab?
3. Definition: Lade- oder Entladevorgang
1. Die Zeitkonstante τ ist ein Maß für die Aufladegeschwindigkeit.
__________
2. Die Ladezeit ist abhängig vom Widerstand R und der Kapazität C des Kondensators:
τ = R ⋅ C [Ω ⋅ F = V / A ⋅ As / V = s ]
__________
3. Definition:
Nach der Zeit t = 5τ ist der Lade- oder Entladevorgang abgeschlossen
Kondensator:
Wie sieht die Lade- und Entladekurve: Spannung Uc aus?
siehe Bild
Kondensator:
Wie sieht die Lade- und Entladekurve: Strom Ic aus?
siehe Bild
Kondensator:
Aufgabe:
Ein Tantalkondensator (εr = 26) mit der Kapazität C = 6,8 μF hat eine wirksame Oberfläche von 800 mm x 25 mm.
a) Wie dick ist die Oxidschicht? (Hinweis: Die Oxidschicht entspricht dem Plattenabstand)
b) Der Tantalkondensator wird über einen Widerstand R mit R = 20 kΩ entladen. Wie lange dauert der Entladevorgang an?
siehe Bild
Spule:
Wie ist der prinzipielle Aufbau?
Eine Spule besteht aus einem elektrisch leitfähigen Draht, der zu einer oder mehreren Schleifen gewickelt ist.
Spule:
Wie sieht das Schaltzeichen aus?
siehe Bild
Spule:
Wovon ist die Induktivität einer Spule abhängig?
- der Windungszahl N
- dem Spulenaufbau:
- Durchmesser der Windungen,
- der Spulenlänge,
- Wicklungsart,
- Abmessungen und
- Aufbau des Spulenkerns (falls vorhanden) und dessen Werkstoff
Der ohmsche Widerstand R ist von der Spannung U und dem
elektrischen Strom I abhängig.
Bei einem belasteten Spannungsteiler ist die Ausgangsspannung U2 abhängig von dem Betrag des Lastwiderstands RL.
Das nachstehende Diagramm zeigt den Spannungsverlauf
uc = f(t) des Entladevorgangs eines Kondensators C.
Für den Fall der Leistungsanpassung einer realen Spannungsquelle an einen Lastwiderstand muss gelten:
Ri = RL
Für eine sinusförmige Wechselspannung gilt der Zusammenhang
Û=√2∗Ueff
In einer Schaltung zur Spannungsstabilisierung wird in
Reihenschaltung mit einem ohmschen Vorwiderstand Rv die Z-Diode in Sperrrichtung betrieben.
Bei Erwärmung des Widerstands Rϑ sperrt der Transistor
V1.
Ein Schmitt-Trigger oder Schwellwertschalter schaltet die
Ausgangsspannung für einen durch die Widerstandswerte
definierten Spannungswert, z.B. an der Schwelle U1=5V, bei
Überschreitung durch („1-Signal“) bzw. bei Unterschreitung
aus („0“-Signal).
Der Effektivwert eines Wechselstroms ist so groß, wie ein
Gleichstrom derselben Wärmewirkung.
Dreiphasen-Wechselstrom: Die aufgenommene Leistung
gleich großer Widerstände ist in Sternschaltung dreimal so
hoch wie in Dreieckschaltung.
Ein Kondensator ist ein frequenzabhängiger Widerstand. Sein
sogenannter Blindwiderstand XC ist umso kleiner, je höher die
angelegte Wechselspannung ist.
Mit Spulen oder Kondensatoren können Filterschaltungen,
z.B. Hoch- und Tiefpässe, realisiert werden, die an ihren
Ausgängen nur Spannungen bestimmter Frequenzbereiche
durchlassen.
Durch Erhöhung des Leiterquerschnitts kann die Stromdichte in einem Leiter verringert werden.
In der dargestellten Messschaltung zur Erfassung von Strom und Spannung handelt es sich um eine Stromfehlerschaltung.
Das nachstehende Diagramm zeigt den Spannungsverlauf uL = f(t)
einer Spule L im Ausschaltvorgang.
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