1. Aufgabe:
Folgende Reihenschaltung ist gegeben:
a) Geben Sie die allgemeine Formel für die Berechnung der Impedanz einer Reihenschaltung aus R, L und C an. Anschließend berechnen Sie die komplexe Impedanz ZRCL-Reihe und geben das Ergebnis in Komponentenform an.
[. . .]
<Pkt.>/5 Pkt.
b) Welche 3 Winkelfunktionen kennen Sie, um den Winkel φ ermitteln zu können?
[. . .]
<Pkt.>/3 Pkt.
c) Wandeln Sie das Ergebnis aus a) schriftlich in die Eulerform um und nutzen Sie die Tangensfunktion, um φ zu ermitteln.
[. . .]
<Pkt.>/2 Pkt.
d) Wandeln Sie das Ergebnis aus a) in Polarform um.
[. . .]
<Pkt.>/2 Pkt.
e) Welchen Wert hat die Resonanzfrequenz?
[. . .]
<Pkt.>/2 Pkt.
f) Der Wert von C steigt um 10 %, der der Spule fällt um 20 %. Wie groß sind nun beide Blindwiderstände und welchen Wert hat nun die Resonanzfrequenz?
[. . .]
<Pkt.>/3 Pkt.
g) Welchen Einfluss hat der ohmsche Widerstand R auf die Resonanzfrequenz der Schaltung?
[. . .]
<Pkt.>/1 Pkt.
h) Wie wird der Reihenschwingkreis umgangssprachlich noch bezeichnet und warum?
[. . .]
<Pkt.>/2 Pkt.
2. Aufgabe:
Folgende Reihenschaltung ist gegeben:
a) Die Resonanzfrequenz liegt bei 45 kHz. Welchen Wert muss dann L circa haben?
[. . .]
<Pkt.>/4 Pkt.
b) Zeichnen Sie skizzenhaft (also qualitativ, ohne Skallierung der Achsen usw.) den Impedanzverlauf eines RCL-Reihenschwinkreises und kennzeichnen Sie die Stellen, an der die Resonanz wirksam ist und wo der Schwingkreis sich ohmsch-induktiv und ohmsch-kapazitiv verhält.
[. . .]
<Pkt.>/4 Pkt.
c) Zeichnen Sie in b) ebenfalls den Stromverlauf ein, sodass ein Zusammenhang beider Kurvenverläufe deutlich wird.
[. . .]
<Pkt.>/1 Pkt.
d) Nennen Sie ein Einsatzgebiet von Reihenschwingkreisen in der Elektrotechnik.
[. . .]
<Pkt.>/1 Pkt.
3. Aufgabe:
Eine Parallelschaltung ist gegeben mit R = 100 Ω, C = 47 µF und L = 80 mH.
a) Zeichnen Sie die Schaltung schematisch auf und berechnen Sie mithilfe der Bauteilwerte die Resonanzfrequenz fr des Schwingkreises.
[. . .]
<Pkt.>/4 Pkt.
b) Skizzieren Sie qualitativ den Impedanzverlauf ZRCL-Parallel über die Frequenz und kennzeichnen Sie den Bereich, in dem die Gesamtimpedanz sich überwiegend ohmsch-induktiv und ohmsch-kapazitiv und rein ohmsch verhält.
[. . .]
<Pkt.>/4 Pkt.
c) Wie sieht qualitativ der Verlauf des Gesamtstromes über die Frequenz aus? Zeichnen Sie diesen in die Skizze von b) mit ein.
[. . .]
<Pkt.>/1 Pkt.
d) Berechnen Sie ZRCL-Parallel der Schaltung für f1 = 47 Hz, f2 = 82 Hz und f3 = 119 Hz und stellen das Ergebnis in kartesischer als auch in Eulerform dar.
[. . .]
<Pkt.>/6 Pkt.
e) Wie wird der Parallelschwingkreis umgangssprachlich noch bezeichnet und warum?
[. . .]
<Pkt.>/2 Pkt.
f) Nennen Sie ein Einsatzgebiet von Parallelschwingkreisen.
[. . .]
<Pkt.>/1 Pkt.
4. Aufgabe:
Folgende Bauelemente sind gegeben:
a) Zeichnen Sie skizzenhaft vier mögliche Filter und kennzeichnen Sie jeweils, ob es sich um einen Hoch- oder Tiefpassfilter handelt.
[. . .]
<Pkt.>/8 Pkt.
b) Wie kann die Grenzfrequenz allgemein bei RL- und wie bei RC-Gliedern (also Filtern) formelmäßig ermittelt werden?
[. . .]
<Pkt.>/4 Pkt.
c) Wie wird die Grenzfrequenz umgangssprachlich noch bezeichnet?
[. . .]
<Pkt.>/1 Pkt.
d) Welche beiden Aussagen können bei Erreichen der Grenzfrequenz allgemein gemacht werden?
[. . .]
<Pkt.>/3 Pkt.
e) Welcher Wert in db (Dezibel) liegt bei Grenzfrequenz vor?
[. . .]
<Pkt.>/1 Pkt.
f) Wie wird die grafische Darstellung der Übertragungskennlinie (stellt das Verhältnis von Aus- zum Eingang in Abhängigkeit der Frequenz dar) von Filtern bezeichnet?
[. . .]
<Pkt.>/1 Pkt.
5. Aufgabe:
Folgender Filter liegt vor:
a) Welcher Filtertyp liegt vor und warum?
[. . .]
<Pkt.>/2 Pkt.
b) Berechnen Sie die Grenzfrequenz des Filters.
[. . .]
<Pkt.>/2 Pkt.
c) Was passiert oberhalb der Grenzfrequenz am Ausgang der Schaltung?
[. . .]
<Pkt.>/1 Pkt.
6. Aufgabe:
Folgender Filter liegt vor:
a) Welchen Wert muss L haben, wenn eine Grenzfrequenz von 899 Hz vorliegen soll?
[. . .]
<Pkt.>/2 Pkt.
b) Welcher Spannungswert kann bei Grenzfrequenz an R abgegriffen werden, wenn die Eingangsspannung eine Amplitude von 14 V besitzt?
[. . .]
<Pkt.>/1 Pkt.
c) Berechnen Sie mithilfe der Spannungsteilerregel den effektiven Spannungsfall an R für f = 1,4 kHz.
[. . .]
<Pkt.>/2 Pkt.
7. Aufgabe:
Berechnen Sie den komplexen Gesamtstrom folgender Schaltung sowie die jeweiligen komplexen Teilströme.
[. . .]
<Pkt.>/3 Pkt.
8. Aufgabe:
Berechnen Sie den komplexen Gesamtwiderstand folgender Schaltung mit f = 80 Hz.
[. . .]
<Pkt.>/3 Pkt.
9. Aufgabe:
Berechnen Sie den komplexen Gesamtwiderstand folgender Schaltung mit f = 270 Hz.
[. . .]
<Pkt.>/3 Pkt.
10. Aufgabe:
Gegeben ist folgende Schaltung:
a) Die Schaltung liegt an einer Spannungsquelle mit U = 20 V/f = 750 Hz. Berechnen Sie den kapazitiven Blindwiderstand der Schaltung.
[. . .]
<Pkt.>/2 Pkt.
b) Wie groß müsste eine Induktivität L sein, wenn sie betragsmäßig den gleich großen Widerstand wie die Kapazität C haben soll?
[. . .]
<Pkt.>/2 Pkt.
c) Wie groß muss dagegen L sein, wenn gemäß den Gesetzen der Reihenschaltung das Spannungsverhältnis 2:1 am induktiven Widerstand betragsmäßig abfallen soll?
[. . .]
<Pkt.>/2 Pkt.
11. Aufgabe:
Gegeben ist folgende Formel einer Schaltung:
a) Verhält sich die Schaltung ohmsch-induktiv oder ohmsch-kapazitiv? Warum?
[. . .]
<Pkt.>/2 Pkt.
b) Der Gesamtwiderstand liegt an 23 V/65 Hz. Wie groß ist der Blindwiderstand X der Schaltung? Stellen Sie das Ergebnis der Impedanz in Eulerform dar.
[. . .]
<Pkt.>/2 Pkt.
c) Ermitteln Sie alle Leistungsarten, indem Sie die Scheinleistung über den Gesamtstrom und der Gesamtspannung berechnen und das Ergebnis in Komponentenform darstellen.
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