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- Ulrich Giese
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1 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A 16. Februar 2004 Name:... Vorname:... Matr.-Nr.:... Bitte den Laborbeteuer ankreuzen Björn Eissing Karsten Gänger Christian Jung Andreas Schulz Jörg Schröder Steffen Rohner Roman Möckel Boris Jõesaar Andreas Krutz Shervin Motahar Ghislain Moulil Sil Sascha Laue Matthias Milde Patrick Ndjaboue Daniel Schlüter Dietmar Jung Wiederholer sonstiges nicht sicher Bearbeitungszeit: 135 Minuten Trennen Sie den Aufgabensatz nicht auf. Benutzen Sie für die Lösung der Aufgaben nur das mit diesem Deckblatt ausgeteilte Papier. Lösungen, die auf anderem Papier geschrieben werden, können nicht gewertet werden. Weiteres Papier kann bei den Tutoren angefordert werden. Notieren Sie bei der Aufgabe einen Hinweis, wenn die Lösung auf einem Extrablatt fortgesetzt wird Schreiben Sie deutlich! Doppelte, unleserliche oder mehrdeutige Lösungen können nicht gewertet werden. Schreiben Sie nicht mit Bleistift! Schreiben Sie nur in blau oder schwarz! A1 A2 A3 A4 A5 A6 Summe 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 1 von 20
2 16. Februar 2004 A1 1. Aufgabe (5 Punkte): Fragen aus verschiedenenen Gebieten Beantworten die folgenden Fragen aus den verschiedenen Gebieten kurz mit einem Text, einer Formel oder einer Skizze Spannungsteiler (0,5 Punkte) Wie berrechnen Sie die Spannung U 2 in dem gegebenen Spannungsteiler? R1 U0 R2 U Mittelwerte (0,5 Punkte) Nach welcher allgemeinen Formel berechnet man den Effektivwert einer nicht-sinusförmigen Wechselspannung? 1.3. Ortskurven (0,5 Punkte) Zeichnen Sie die Ortskurve des komplexen Widerstandes bei fester Frequenz ω und veränderlichem Widerstand R. Geben Sie die Punkte für R =0und R an. 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 2 von 20
3 16. Februar 2004 A Bodediagramme (0,5 Punkte) Skizzieren Sie den Betragsfrequenzgang für einen Tiefpaß erster Ordnung. Beschriften Sie die Achsen und kennzeichnen Sie die Grenzfrequenz Ersatzschaltbild (0,5 Punkte) Zeichnen Sie das vollständige Ersatzschaltbild einer Diode und benennen Sie die Elemente des Ersatzschaltbildes Diodenkennlinie (0,5 Punkte) Skizzieren Sie die Kennlinie einer Diode und benennen Sie charakteristische Punkte. I / ma U / V 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 3 von 20
4 16. Februar 2004 A Brückengleichrichter (0,5 Punkte) Ergänzen Sie die Dioden in der Brückengleichrichterschaltung (Zweiweg-Gleichrichter). RL 1.8. Spannungsverlauf (1 Punkt) Skizzieren Sie den prinzipiellen Verlauf der Ausgangsspannung der Brückengleichrichterschaltung bei der gegebenen sinusförmigen Eingangsspannung. Unterscheiden Sie zwei Fälle: 1. Der Kondensator C sei aus der Schaltung entfernt. 2. Der Kondensator C habe einen endlichen Wert. Gehen Sie in der Darstellung von idealen Dioden aus. U/U^ sin(x) t/ms Differentieller Widerstand (0,5 Punkte) Was ist ein differentieller Widerstand? 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 4 von 20
5 16. Februar 2004 A1 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 5 von 20
6 16. Februar 2004 A2 2. Aufgabe (5 Punkte): Zeigerdiagramme Die nebenstehend abgebildete Wechselstromschaltung wird von einer idealen Wechselstromquelle mit I=0,1mA e j0 gespeist. Die Kreisfrequenz ist ω =10 7 1/s. Weiterhin sind gegeben: R 1 = R 2 =10kΩ und C 1 = C 2 =10pF Gesamtimpedanz (1 Punkt) Geben Sie den allgemeinen Ausdruck für die Gesamtimpedanz Z ges bezogen auf die Klemmen A-B an und berechnen Sie diese nach Betrag und Phase. Hinweis: Schreibweise: A e jφ Der Rechenweg muss klar erkennbar sein, Einheiten nicht vergessen!!! 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 6 von 20
7 16. Februar 2004 A Berechnung der Ströme (1 Punkt) Berechnen Sie die komplexen Ströme durch die Bauelemente R 1, R 2 und C 1 nach Betrag und Phase Berechnung der Spannungen (0.5 Punkte) Berechnen Sie die an jedem Bauelement abfallende Spannung sowie die Gesamtspannung U nach Betrag und Phase 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 7 von 20
8 16. Februar 2004 A Zeigerdiagramm zeichnen (1 Punkt) Zeichnen Sie mit den in 2 und 3 ermittelten Zeigern ein gemeinsames maßstäbliches Zeigerdiagramm mit den vorgeschriebenen Maßstäben Hinweis: Maßstab: 0,1mA ˆ= 10cm und 1 V ˆ= 5cm Leistungsberechnung (0,5 Punkte) Berechnen Sie die in der Schaltung umgesetzte Wirk-, Blind- und Scheinleistung. 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 8 von 20
9 16. Februar 2004 A Blindleistungskompensation (1 Punkt) Die Blindleistung soll vollständig kompensiert werden, ohne die Betriebsbedingungen der Schaltung zu verändern. Schlagen Sie hierzu eine Möglichkeit vor und geben Sie Art und Größe (Zahlenwert und Einheit) des verwendeten Bauelements an. 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 9 von 20
10 16. Februar 2004 A3 3. Aufgabe (5 Punkte): Superposition Gegeben ist das folgende Netzwerk R i 2 1 R i C 3 U 1 R 2 C u 2 mit R 1 = 500Ω, R 2 =1kΩ, R 3 =1kΩ, C =1µF, U 1 = 100V, u 2 = 100V sin(ωt) und f =50Hz Teilnetzwerke (1 Punkt) Zeichnen Sie die Teilnetzwerke mit jeweils einer Quelle, die sich bei Anwendung des Überlagerungsprinzips ergeben. 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 10 von 20
11 16. Februar 2004 A Überlagerungsprinzip (2 Punkte) Berechnen Sie mit Hilfe des Überlagerungsprinzips den Strom i Kondensatorstrom (2 Punkte) Berechnen Sie den Kondensatorstrom I C.(Hinweis: Komplexe Größe!) 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 11 von 20
12 16. Februar 2004 A4 4. Aufgabe (5 Punkte): Mittelwertberechnung α =0 α = Abschnittsweise Definition (1 Punkt) Beschreiben Sie den oben angegebenen Spannungsverlauf u(t) mathematisch durch eine abschnittsweise Definition. 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 12 von 20
13 16. Februar 2004 A Gleichtrichtmittelwert (2 Punkte) Berechnen Sie den Gleichrichtmittelwert U als Funktion des Parameters α Grenzfallbetrachtung (2 Punkte) Bestimmen Sie für die Fälle α =0und α =1den arithmetischen Mittelwert U und den Gleichrichtmittelwert U. 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 13 von 20
14 16. Februar 2004 A5 5. Aufgabe (5 Punkte): Übertragungsfunktionen Gegeben seien folgende vier Netzwerke : Für die folgenden Berechnungen gelten die Daten: R 1 = 1000Ω, R 2 = 27Ω, L =1µH, C =33pF Netzwerk 1 (0.5 Punkte) Bestimmen Sie die Übertragungsfunktion v für das Netzwerk 1). Zeichnen Sie dann das Bode- Diagramm (Betragsfrequenzgang) unter Verwendung der Asymptoten in das vorhandene Koordinatensystem ein. 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 14 von 20
15 16. Februar 2004 A Netzwerk 2 (1.5 Punkte) Bestimmen Sie die Übertragungsfunktion v für das Netzwerk 2). Zeichnen Sie dann das Bode- Diagramm (Betragsfrequenzgang) unter Verwendung der Asymptoten in das vorhandene Koordinatensystem ein Netzwerk 3 (1.5 Punkte) Bestimmen Sie die Übertragungsfunktion v für das Netzwerk 3). Zeichnen Sie dann das Bode- Diagramm (Betragsfrequenzgang) unter Verwendung der Asymptoten in das vorhandene Koordinatensystem ein. 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 15 von 20
16 16. Februar 2004 A Netzwerk 4 (1.5 Punkte) Bestimmen Sie die Übertragungsfunktion v für das Netzwerk 4). Zeichnen Sie dann das Bode- Diagramm (Betragsfrequenzgang) unter Verwendung der Asymptoten in das vorhandene Koordinatensystem ein. 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 16 von 20
17 16. Februar 2004 A5 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 17 von 20
18 16. Februar 2004 A6 6. Aufgabe (5 Punkte): Dioden Das folgende Netzwerk wird von einer Sägezahn-Spannung u e (t) gespeist: u E V 10 R D 0,25 0,5 0,75 1 1,25 t s u (t) e U 0 u (t) a Ersatzschaltbild (0,5 Punkte) Zeichnen Sie das Netzwerk unter Verwendung des vollständigen Ersatzschaltbildes der Diode (Hinweis r R ). 2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 18 von 20
19 16. Februar 2004 A Diodenstrom und Ausgangsspannung (2,5 Punkte) a) Geben Sie die Bedingung an, unter der die Diode leitet. b) Geben Sie die Bestimmungsgleichungen für den Diodenstrom und die Ausgangsspannung an Zeitverlauf der Ausgangsspannung (1,5 Punkte) Berechnen Sie für die gegebene Eingangsspannung u e (t) die Ausgangsspannung u a (t) und zeichnen Sie deren zeitlichen Verlauf in das Diagramm ein. Achsenbeschriftungen nicht vergessen! R = 800Ω, U 0 =4V, U T 0 =1V, r F = 200Ω u A V 10 0,25 0,5 0,75 1 1,25 t s Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 19 von 20
20 16. Februar Ideale Dioden (0,5 Punkte) Wie verhält sich die Ausgangsspannung, würde man die Diode D als ideale Diode annehmen? Zeichnen Sie den zeitlichen Verlauf der Ausgangsspannung in das Diagramm ein. Achsenbeschriftungen nicht vergessen! R = 800Ω, U 0 =4V, U T 0 =1V, r F = 200Ω u A V 10 0,25 0,5 0,75 1 1,25 t s Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Seite 20 von 20
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Nachklausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A 6. April 2004 Name:... Vorname:... Matr.-Nr.:... Bitte den Laborbeteuer ankreuzen Björn Eissing Karsten Gänger Christian Jung Andreas Schulz Jörg Schröder
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1. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A 15. Dezember 2003 berlin Name:... Vorname:... Matr.-Nr.:... Bitte den Laborbeteuer ankreuzen Björn Eissing Karsten Gänger Christian Jung Andreas Schulz Jörg
Musterloesung. Name:... Vorname:... Matr.-Nr.:...
Nachklausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A 6. April 2004 Name:... Vorname:... Matr.-Nr.:... Bearbeitungszeit: 135 Minuten Trennen Sie den Aufgabensatz nicht auf. Benutzen Sie für die Lösung der Aufgaben
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3. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A 15. Februar 2003 berlin Name:... Vorname:... Matr.-Nr.:... Bitte den Laborbeteuer ankreuzen Reyk Brandalik Björn Eissing Steffen Rohner Karsten Gänger Lars
A1 A2 A3 A4 A5 A6 Summe
3. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A 5. April 2005 Name:............................. Vorname:............................. Matr.-Nr.:............................. Bitte den Laborbeteuer ankreuzen
3. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A 11. Februar 2002
3. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A Name:... Vorname:... Matr.-Nr.:... Bitte den Laborbeteuer ankreuzen Reyk Brandalik Björn Eissing Dirk Freyer Karsten Gänger Sandro Jatta Christian Jung Marc
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2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A 21. Februar 2006 berlin Name:............................. Vorname:............................. Matr.-Nr.:............................. Bitte den Laborbeteuer
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1. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-B 25. Mai 2004 Name:............................. Vorname:............................. Matr.-Nr.:............................. Bitte den Laborbeteuer ankreuzen
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3. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-B 17. Juli 2003 Name:............................. Vorname:............................. Matr.-Nr.:............................. Bitte den Laborbeteuer ankreuzen
Name:... Vorname:... Matr.-Nr.:...
2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-B 16. Juni 2003 berlin Name:... Vorname:... Matr.-Nr.:... Bitte den Laborbeteuer ankreuzen Reyk Brandalik Björn Eissing Steffen Rohner Karsten Gänger Lars Thiele
A1 A2 A3 A4 A5 A6 Summe
1. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A 18. Dezember 2004 Name:............................. Vorname:............................. Matr.-Nr.:............................. Bitte den Laborbeteuer ankreuzen
A1 A2 A3 A4 A5 A6 Summe
2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-B 22. Juli 2005 berlin Name:............................. Vorname:............................. Matr.-Nr.:............................. Bitte den Laborbeteuer
Musterloesung. Name:... Vorname:... Matr.-Nr.:...
1. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A 15. Dezember 23 Name:... Vorname:... Matr.-Nr.:... Bearbeitungszeit: 135 Minuten Trennen Sie den Aufgabensatz nicht auf. Benutzen Sie für die Lösung der Aufgaben
Musterloesung. Name:... Vorname:... Matr.-Nr.:...
1. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-A 2. Dezember 2002 berlin Name:... Vorname:... Matr.-Nr.:... Bearbeitungszeit: 90 Minuten rennen Sie den Aufgabensatz nicht auf. Benutzen Sie für die Lösung der
2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-B 17. Juni 2002
2. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-B Name:... Vorname:... Matr.-Nr.:... Bitte den Laborbeteuer ankreuzen Reyk Brandalik Björn Eissing Dirk Freyer Karsten Gänger Lars Thiele Christian Jung Marc
A1 A2 A3 A4 A5 A6 Summe
1. Klausur Grundlagen der Elektrotechnik I-B 17. Juli 2004 Name:... Vorname:... Matr.-Nr.:... Bitte den Laborbeteuer ankreuzen Björn Eissing Amra Anneck Christian Jung Andreas Schulz Jörg Schröder Steffen
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