ELEKTROTECHNIK Prüfung 010

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1 ELEKTRO-SICHERHEITSBERATER Seite 1 von 13 ELEKTROTECHNIK Prüfung 010 Name, Vorname Note Klassenschnitt / Maximalnote / Bemerkung zur Prüfung maximum für Note 6 beträgt 0. Der Zeitaufwand für beträgt 60 Minuten. Bei allen Lösungen sind die Formeln-, Zahlen- und Einheitengleichungen anzugeben!

2 ELEKTRO-SICHERHEITSBERATER Seite 2 von 13 1 Grundlagen Elektrotechnik: Gemischte Schaltung von Widerständen Wie gross ist der Gesamtwiderstand (Richtiger Wert ankreuzen!)? 3,00kΩ 3,8kΩ 3,71kΩ 9,80kΩ 10,36kΩ U 3,2 kω 560 Ω 5,6 kω Bild P.8.1

3 ELEKTRO-SICHERHEITSBERATER Seite 3 von 13 2 Grundlagen Elektrotechnik: Batterieschaltung Folgende Aufgaben sind zu lösen: a) Zeichnen Sie die Batterieschaltung neu mit Innenwiderstand, Klemmenspannung, Innenspannung, Strömen und Quellenspannung (EMK) auf! b) Bestimmen Sie den äusseren Gesamtwiderstand (ohne Innenwiderstand)! c) Bestimmen Sie den Gesamtstrom in der Schaltung (U 0 =2V, R i =16,2Ω)! d) Rechnen Sie die Klemmenspannung der Batterie aus! 200 Ω Bild P Ω 120 Ω 120 Ω

4 ELEKTRO-SICHERHEITSBERATER Seite von 13 3 Grundlagen Elektrotechnik: Potentialunterschie In einer elektronischen Schaltung kann an zwei n gegen Erdpotential eine Spannung von U 1 = +22, 0 V und U 2 = 22, 0 V gemessen werden. Welche drei Ströme sind zu erwarten, wenn man je einen Widerstand von 22 kω an die drei anschliesst? U 1 U 2 Bild P.9.1

5 ELEKTRO-SICHERHEITSBERATER Seite 5 von 13 Energieumwandlung: Boilerberechnung bei Spannungsänderung Gleich viel Boilerwasser wird an einem Tag um 65K erwärmt und am nächsten Tag nur noch um 5K. Wieviel % beträgt die Spannungsänderung?

6 ELEKTRO-SICHERHEITSBERATER Seite 6 von 13 5 Energieumwandlung: Erwärmen von Wasser 1Liter Wasser (ϑ=20 C) in einer Pfanne ohne Deckel soll in 10 min. auf 100 C erwärmt werden. Dabei verdampft 5% des Wassers. Wärmekapazität von Wasser c W =,I8KJ/kg*K, spezifische Verdampfungswärme r=l V =2 256kJ/kg von Wasser, spezifische Schmelzwärme q=l S =333,7kJ/kg von Wasser, Wasserdampf bei konstantem Druck c P =1,88kJ/kg*K. Gesucht ist die notwendige Anschlussleistung.

7 ELEKTRO-SICHERHEITSBERATER Seite 7 von 13 6 Elektrostatik: Berechnungen an gemischter Kondensatorschaltung an Gleichspannung Gesucht ist C tot und U! µ F 6 µ F µ F 150µ C 15 V Bild P.9.3

8 ELEKTRO-SICHERHEITSBERATER Seite 8 von 13 7 Grundlagen Elektrotechnik: Spannungsvergleich bei Über- und Unterspannung Ein Kleinlötkolben hat 35 W Leistung bei U N =230V Spannung. Wie gross ist die Spannungsänderung: a) in Volt bei U 1 =207 V b) in % bei U 1 =207 V c) in Volt bei U 2 =253 V? d) in % bei U 2 =253 V?

9 ELEKTRO-SICHERHEITSBERATER Seite 9 von 13 8 Grundlagen Elektrotechnik: Leistungsvergleich bei Über- und Untrerspannung Ein Heizgerät von 1800 W Leistung ( bei Nennspannung ) wird das eine Mal mit 10% Unterspannung, das andere Mal mit 10% Überspannung gespeist (U N =230V). a) Berechnen Sie den Strom, welcher im Heizgerät bei Nennspannung fliesst! b) Berechnen Sie den Heizungswiderstand! c) Berechnen Sie die Leistung bei Unter- und Überspannung! d) Wieviel Prozent weicht die Leistung in beiden Fällen von der Nennleistung ab?

10 ELEKTRO-SICHERHEITSBERATER Seite 10 von 13 9 Grundlagen Elektrotechnik: Belasteter Spannungsteiler Ein Spannungsteiler-Poti von 3500Ω (Gesamtwiderstand liegt an der Gesamtspannung 230V und teilt diese auf U 2 =90V im unbelasteten Zustand (Schalter offen). a) Welchen Laststrom darf man ihm entnehmen, damit die Spannung U 2 auf 70V einbricht? b) Wie gross ist also dann der Lastwiderstand? U I U1 U2 R1 R2 S RL Bild 1.5.3

11 ELEKTRO-SICHERHEITSBERATER Seite 11 von Energieumwandlung: Vergleich von zwei Kraftwerksanlagen Gegeben ist ein Hydraulisches Kraftwerk mit einer Fallhöhe von 12m, 50Mio m 3 Wasser und einem Wirkungsgrad von 87%. Wieviel Kohle ist notwendig mit einem Kohlekraftwerk mit einem Wirkungsgrad von 32% um die gleiche Energie zu erzeugen. Heizwert der Kohle=12MJ/kg)

12 ELEKTRO-SICHERHEITSBERATER Seite 12 von Grundlagen Elektrotechnik: Energie in einer Taschenlampenbatterie Eine Taschenlampenbatterie kann ein 3,5V-GIühlämpchen während 6 Stunden mit durchschnittlich 0,2A betreiben. Wie gross ist der Arbeitspreis pro kwh, wenn die Batterie Fr. 1,80 gekostet hat?

13 ELEKTRO-SICHERHEITSBERATER Seite 13 von Elektrostatik: Laden eines Kondensators Auf welchen Wert ist der Regulierwiderstand R einzustellen, wenn die Ladezeit 100s betragen soll? + Bild 3..3 U R R U U C C - U = 100V C = 25µF Wie gross ist die Spannung nach zwei Zeitkonstanten?