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1 Klausur , Grundlagen der Elektrotechnik I (BSc. MB, SB, VT, EUT, BVT, LUM) Seite 1 von Summe Matr.-Nr.: Nachname: 1 (5 Punkte) Drei identische Glühlampen sind wie im Schaltbild rechts dargestellt über einen Widerstand an eine Spannungsquelle angeschlossen. Die Widerstände der Verbindungsdrähte sind vernachlässigbar gering. Der Verlauf der Strom-Spannungs- Kennlinie der Lampen ist unbekannt. U R i A C Messungen der Ströme durch die Lampen mit einem als ideal zu betrachtenden Amperemeter ergeben die Werte I B = 0,3 A und I C = 0,5 A durch Lampe B bzw. C. B a) (2 Punkte) Für die an Lampe A anliegende Spannung gilt im Vergleich zur Spannung an Lampe C: U A < 0,5 U C U A = 0,5 U C U A > 0,5 U C und U A < U C U A = U C U A > U C (ankreuzen) (nur eine richtig) Begründen Sie kurz Ihre :

2 Klausur , Grundlagen der Elektrotechnik I (BSc. MB, SB, VT, EUT, BVT, LUM) Seite 2 von 6 b) (1 Punkt) Für den durch Lampe A fließenden Strom folgt aus den gegebenen Messwerten: I A = 0,2 A I A = 0,3 A I A = 0,5 A Der Strom durch Lampe A beträgt mehr als 0,3 A jedoch nicht notwendigerweise 0,5 A. Es lässt sich keine Aussage über den Strom durch Lampe A treffen. (nur eine richtig) Begründen Sie kurz Ihre : c) (2 Punkte) Betrachten Sie die folgenden beiden Aussagen: Aussage A: Es kann entschieden werden, ob R i = 0 oder R i > 0 ist. Aussage B: Die Kennlinie der Glühlampen ist nicht linear (d. h. Strom und Spannung sind nicht proportional). Welche der Aussagen lassen sich aus den Angaben schließen? Nur Aussage A Nur Aussage B Aussage A und Aussage B Keine der beiden Aussagen Begründen Sie kurz:

3 Klausur , Grundlagen der Elektrotechnik I (BSc. MB, SB, VT, EUT, BVT, LUM) Seite 3 von 6 2 (5 Punkte) Gegeben ist folgendes Netzwerk: a) (1 Punkt) Berechnen Sie I Y. b) (1 Punkt) Berechnen Sie U X. c) (2 Punkte) Wie groß muss der Widerstand R gewählt werden, damit über der Stromquelle eine Spannung von 210 V abfällt? d) (1 Punkt) Welche Leistung wird in dem 40 Ω Widerstand umgesetzt? I Y = U X = R = P = 3 (3 Punkte) Das folgende Netzwerk weist an den Klemmen A und B die skizzierte Abhängigkeit auf. Für die Widerstände R 0 und R gilt: R = 5R 0 a) (1 Punkt) Berechnen Sie den Strom I 0. I 0 = b) (2 Punkte) Berechnen Sie die Widerstände R 0 und R. R 0 = R =

4 Klausur , Grundlagen der Elektrotechnik I (BSc. MB, SB, VT, EUT, BVT, LUM) Seite 4 von 6 4 (4 Punkte) Die Schaltung rechts enthält eine ideale Wechselspannungsquelle u 0 (t) mit u 0 (t)= Û 0 cos (ωt+φ 0 ), zwei Widerstände R 1 und R 2, sowie eine Induktivität L. Die Größe i 0 (t) bezeichnet den durch die Spannungsquelle fließenden Strom, u L, u R1, i L und i R1 die Spannungen und Ströme an den mit den Indices bezeichneten Elementen. u 0 (t) i 0 (t) R 1 L Tritt in den nachfolgenden Teilaufgaben zwischen den jeweils genannten Signalen eine Phasenverschiebung auf oder haben die beiden Signale die gleiche Phase (gleiche Phase: Phasendifferenz = 0 oder 180 )? R 2 a) (2 Punkte) u L (t) und u R1 (t) Phasenverschiebung u R1 (t) und u 0 (t) Phasenverschiebung i L (t) und i R1 (t) Phasenverschiebung i 0 (t) und u 0 (t) b) (2 Punkte) In der obigen Schaltung wird nun der Widerstand R 2 überbrückt. Ändert sich dadurch der Effektivwert des Stromes i R1 (t)? die auf u 0 (t) bezogene Phase des Stromes i R1 (t)? Begründen Sie jeweils kurz Ihre. Phasenverschiebung Ja Ja Nein Nein

5 Klausur , Grundlagen der Elektrotechnik I (BSc. MB, SB, VT, EUT, BVT, LUM) Seite 5 von 6 5 (12 Punkte) Das gezeigte Netzwerk wird mit der Wechselspannung U versorgt. Die gegebenen Parameter sind: U = 40 V e j0 I 1 I 2 f = 50 Hz Z R = 20 Ω Z C1 = 15 Ω U C 1 R Z L = 30 Ω Z C2 = 10 Ω L C 2 a) (2 Punkte) Zeichnen Sie ein qualitatives Zeigerbild (ohne Maßstab) der Größen I 1, U C1, U L und U und tragen Sie die zugehörigen Zählpfeile in die Darstellung des Netzwerkes ein: in Kasten b) (2 Punkte) Zeichnen Sie ein qualitatives Zeigerbild (ohne Maßstab) der Größen I 2, U C2, U R und U und tragen Sie die zugehörigen Zählpfeile in die Darstellung des Netzwerkes ein: in Kasten

6 Klausur , Grundlagen der Elektrotechnik I (BSc. MB, SB, VT, EUT, BVT, LUM) Seite 6 von 6 c) (1 Punkt) Berechnen Sie den Strom I 1. Geben Sie das Ergebnis in Exponentialform an. d) (1 Punkt) Berechnen Sie den Strom I 2. Geben Sie das Ergebnis in Exponentialform an: I 1 = I 2 = Falls Sie keine Lösung in c) ermittelt haben, verwenden Sie für die folgenden nteile: I 1 = 2,5 A e -j90 und I 2 = 1,6 A e j30 e) (1 Punkt) Berechnen Sie die von der Spannungsquelle abgegebene Wirkleistung f) (2 Punkt) Berechnen Sie die von der Spannungsquelle abgegebene Blindleistung (nur Betrag). g) (3 Punkte) Berechnen Sie L so, dass der Spannungsquelle keine Blindleistung abgefordert wird. P = Q = L = 6 (9 Punkte) Drehstromnetz 400 V, 50 Hz Q N Q V I N I V I A I B C 1 C 2 C 3 Verbraucher A 100 kw, cos ϕ = 0,3 Verbraucher B 200 kw, cos ϕ = 0,9 An ein Drehstromnetz sind zwei Verbraucher A und B mit den angegebenen Daten angeschlossen. Die Leistungsfaktoren cos ϕ sind für beide Verbraucher induktiv. a) (1 Punkt) Wie groß sind die Ströme I A und I B? I A = b) (3 Punkte) Wie groß ist der Strom I V in der Zuleitung zu beiden Verbrauchern (möglicherweise ist ein kleines Zeigerbild für die Ströme und Spannungen in Leiter 1 hilfreich)? c) (1 Punkt) Wie groß ist die Blindleistung Q V, die beide Verbraucher gemeinsam aufnehmen? d) (2 Punkte) Wie groß müssen die Kompensationskondensatoren C 1, C 2 und C 3, (C 1 = C 2 = C 3 ) gewählt werden, damit Q N = 0 ist? (Angabe in F, mf, µf o. ä.) e) (2 Punkte) Wie groß ist der Strom I N für den Fall, dass der Verbraucher B ausgeschaltet ist?. I B = I V = Q V = C 1 = C 2 = C 3 = I N =

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