Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I (MB, SB, EUT, LUM, VT, BVT) Seite 1 von 5 R 3 U B. Antwort hier eintragen

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1 Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I (MB, SB, EUT, LUM, VT, BVT) Seite 1 von 5 Vorname: Matr.-Nr.: Nachname: Aufgabe 1 (4 Punkte) Folgendes Gleichstromnetzwerk ist gegeben. I X R 3 I 1 U B R 3 U B = 10 Ω = 20 Ω = 20 Ω = 1 A = 10 V a) (2 Punkte) Stellen Sie zur Lösung des Netzwerkes die erforderlichen Netzwerkgleichungen auf. Tragen Sie hierfür verwendete Bezeichnungen in die Abbildung ein. In Kasten Netzwerkgleichungen eintragen. Netzwerkgleichungen: b) (2 Punkte) Berechnen Sie den Strom I x. I x =

2 Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I (MB, SB, EUT, LUM, VT, BVT) Seite 2 von 5 Aufgabe 2 (9 Punkte) Das folgendes Netzwerk sowie die zugehörige Ersatzspannungsquelle sind in der Abbildung 1 dargestellt. Abbildung 2 zeigt den Strom-Spannungsverlauf für die Anschlussknoten A und B: B U 0 A R i B A 40 U AB in V R 3 U AB U AB B B in A B 0 2,5 Abbildung 1 Abbildung 2 = 40 Ω R 3 = 20 Ω a) b) c) (2 Punkte) Bestimmen Sie mit Hilfe der Abbildung 2 die Werte des Widerstands R i und der Spannung U 0. (5 Punkte) Berechnen Sie den Wert des Stromes und des Widerstands, so dass beide Netzwerke bezüglich der Klemmen A und B gleiches Verhalten aufweisen. (2 Punkte) Berechnen Sie die im Widerstand umgesetzte Leistung P 2 für den Fall, dass B = 0 ist. R i = U 0 = = = P 2 =

3 Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I (MB, SB, EUT, LUM, VT, BVT) Seite 3 von 5 Aufgabe 3 (6 Punkte) Erstellen Sie ein qualitatives (ohne Maßstab) Zeigerbild aller Ströme und Spannungen des dargestellten Wechselstromnetzwerkes. Berücksichtigen Sie dabei die Bedingung: UL1 = UL2 > UR. Geben Sie die Reihenfolge der Erstellung an. Reihenfolge: Zeigerbild:

4 Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I (MB, SB, EUT, LUM, VT, BVT) Seite 4 von 5 Aufgabe 4 (5 Punkte) Gegeben ist das dargestellte Netzwerk. Gegeben: U = 24 V (Effektivwert) = 5 Ω Z = 1 Ω +j6 Ω a) (1 Punkt) Der komplexe Widerstand Z besteht aus der Parallelschaltung zweier Elemente (R, L oder C). Um welche Elemente handelt es sich? b) (2 Punkte) Berechnen Sie den Effektivwert der Spannung U z. U z = c) (2 Punkte) Berechnen Sie die von der Spannungsquelle abgegebene Wirkleistung P. P = Aufgabe 5 (6 Punkte) In einem abgegrenzten Drehstrometz ohne Neutralleiter Nennspannung 400V Frequenz 50 Hz Bezeichnung Leistung Leistungsfaktor Verbraucher kw 0,9 Verbraucher kw 0,4 gibt es zwei symmetrische Verbraucher gemäß Tabelle. a) (1 Punkt) Wie groß ist der Strom I 2 zu Verbraucher 2? I 2 = b) (3 Punkte) Wie groß sind Scheinleistung S und Leistungsfaktor cos ϕ für die beiden Verbraucher zusammen? c) (2 Punkte) Die Blindleistungsaufnahme soll vollständig durch drei gleiche Kondensatoren kompensiert werden, die im Stern geschaltet sind. Welche Kapazität C muss jeder der Kondensatoren haben? S = cos ϕ = C =

5 Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I (MB, SB, EUT, LUM, VT, BVT) Seite 5 von 5 Aufgabe 6 (4 Punkte) Es soll aus Widerständen ein Drehstromheizgerät entworfen werden: Nennspannung: 400 V Nennleistung: 6 kw symmetrischer Aufbau, Dreieckschaltung der Widerstände a) (1 Punkt) Wie groß muss der Widerstand R eines Stranges gewählt werden? b) (1 Punkt) Wie groß ist der Strom I in jeder der drei Adern der Zuleitung zu dem Gerät? c) (1 Punkt ) Welche Leistung P ergibt sich, wenn die in a) ermittelten Widerstände im Stern geschaltet werden? d) (1 Punkt ) Bei Sternschaltung nach c) wird der Widerstand in Leiter 3 unterbrochen. Wie groß ist der Strom I 1 in Leiter 1? R = I = P = I 1 =