1 Gemischte Schaltung Wie gross ist der Gesamtwiderstand? (A) (B) (C) (D) (F) keiner. Begründen Sie Ihren Lösungsvorschlag!

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1 1 Gemischte Schaltung Wie gross ist der Gesamtwiderstand? (A) (B) (C) (D) 1,00kΩ 1,48kΩ 1,71kΩ 6,80kΩ (E) 7,36 kω (F) keiner U 1 I = 1, 20kΩ 1 2 = 560Ω = 5, 60kΩ 3 Begründen Sie Ihren Lösungsvorschlag!

2 2 Gemischte Schaltung Welche Schaltung hat den kleinsten und welche den grössten Gesamtwiderstand? (A) (B) (C) (D) (E) Alle Einzelwiderstände sind gleich gross ( = 10Ω ). Komentieren Sie die elektrischen Eigenheiten jeder Schaltung. Machen Sie eine Schaltungsvereinfachung!

3 3 Gemischte Schaltung Vier Widerstände von 30 Ω, 40 Ω und 50 Ω sind, wie skizziert gemischt geschaltet. 25 Ω Berechnen Sie den Gesamtwiderstand! 1 2 I I = 40Ω = 40Ω = 30Ω = 50Ω U = 100V U

4 4 Gemischte Schaltung Berechnen Sie den resultierenden Widerstand! 10 Ω 1 I = 12Ω = 12Ω = 4Ω U3 = 40V

5 5 Gemischte Schaltung Berechnen Sie in der nachfolgenden Schaltung den Gesamtwiderstand. 25 Ω Berechnen Sie den Gesamtwiderstand! I 4 3 I 5 5 U = 20Ω = 50Ω = 50Ω = 5Ω = 50Ω U = 200V

6 6 Verbraucherschaltungen Berechnen Sie für die nachfolgenden vier Schaltungen den Gesamtwiderstand in einem Strang, wenn der Einzelwiderstand 50 Ω besitzt. Weiter sind die Leistungen an einem Strang und die Gesamtleistung zu berechnen ( U = 400V ). U Str U Str U Str = U 3 U Str = U U U Str U Str = U 3 U = 400V

7 7 Drehstromspeicherofen An einem -geschalteten Drehstromspeicherofen misst man, im spannungslosen Zustand, mit dem Ohmmeter je 60Ω (z.b. U1-V 1 ). Bestimmen Sie den Einzelwiderstand des Verbrauchers. 90 Ω Lösung: T = 60Ω 3 = T 2 = Ω = 90 Ω U 1 V 1 W 1 U 2 W 2 V

8 8 Gegeben ist untenstehende Schaltung mit den vier Widerständen. U = 24 Ω 2 = 16 Ω 3 = 12 Ω, 4 = 8 Ω 14, 4Ω 0,8333 A 12 V, 4 V Die Spannung beträgt U=12 V. Berechnen Sie a) den Ersatzwiderstand, b) den Gesamtstrom, c) die Teilspannungen U 1 und U 3. Lösung: a) = + + = 16 Ω + 12 Ω + 8 Ω 36 Ω = Ω 36 Ω = = = 14, 4 Ω + 24 Ω + 36 Ω U 12V b) Ι = = = 0, 8333 A 14, 4 Ω c) U = U 12 V 1 = U Ι = 12V = 36 Ω 2 = 234 0, 3333 A U = Ι = 0, 3333 A 12 Ω 4 V =

9 9 Störung Warmwasserspeicher Die drei Heizwiderstände eines Warmwasserspeichers mit Widerständen von je 53 Ω nehmen in Stern-Schaltung an einem Drehstromnetz 3 x 400 V einen Strom von Ι = 4,36 A auf. 3,77 A 400 V 1 1 Berechnen Sie den Strom im Leiter L1, wenn das Überstromschutzorgan im Leiter L2 ausgelöst hat Lösung: = = 53 Ω + 53 Ω 106 Ω Ι = U = 400V = = 3, 77 A 106 Ω

10 10 Die Widerstände in nachstehender Schaltung sind gleich gross. Welcher Wert weist ein einzelner Widerstand auf, wenn der Gesamtwiderstand dieser Kombination 14 Ω beträgt Lösung: T = + + = 3 T = 2 + = = + = T T 3 3 = daraus folgt = T 7 3 = = 7 3 = 14 Ω = = 6 Ω 7

11 11 Ein Heizofen besteht aus drei gleichen in Dreieck geschalteten Widerstände. Mit dem Ohmmeter wird (siehe Figur) ein Widerstandswert von 22 Ω gemessen. Wie gross sind die Einzelwiderstände? U 1 V 1 W 1 Für zwei parallele Widerstände gilt: = U 2 W 2 V Lösung:

12 12 Gemischte Schaltung Aus nachstehender Schaltung ist der Gesamtstrom zu bestimmen. 4 A Ω 4 0,8 A 1 30 Ω I =? 0,4 A Ω 220V

13 13 Berechnen Sie für die nachfolgende Schaltung alle fehlenden Grössen. Es ist für die Schaltung eine Ersatzschaltung zu zeichnen, damit die Ströme und Spannungen besser überblickt werden können. Alle berechneten Werte sind in der ursprünglichen und in der Ersatzschaltung einzutragen. Für alle Berechnungen sind Formelgleichung, Wertegleichung und Einheiten anzugeben.

17 17 Die Schaltung liegt an der Spannung von 230 V. Berechnen Sie für die nachfolgende Schaltung alle möglichen Grössen (Gesamtwiderstand, Gesamtstrom, Strom in jedem Widerstand, Spannung an jedem Widerstans und die Gesamtleistung und die Teilleistungen. Es sind für die Schaltung - Ersatzschaltungen zu zeichnen, damit die Ströme und Spannungen besser überblickt werden können. Alle berechneten Werte sind in der Ersatzschaltung einzutragen. Für alle Berechnungen sind Formelgleichung, Wertegleichung und Einheiten anzugeben.

24 24 Die Schaltung liegt an der Spannung von 230 V. Berechnen Sie für die nachfolgende Schaltung alle möglichen Grössen (Gesamtwiderstand, Gesamtstrom, Strom in jedem Widerstand, Spannung an jedem Widerstans und die Gesamtleistung und die Teilleistungen. Es ist eine Ersatzschaltungen zu zeichnen, damit die Ströme und Spannungen besser überblickt werden können. Alle berechneten Werte sind in der Ersatzschaltung einzutragen. Für alle Berechnungen sind Formelgleichung, Wertegleichung und Einheiten anzugeben.

26 26 Gemischte Schaltung Ein Spannungsteiler-Poti von P = 3500 Ω (Gesamtwiderstand liegt an der Gesamtspannung U=230V und teilt diese auf U 2 =90V im unbelasteten Zustand. a) Welchen Laststrom darf man ihm entnehmen, damit die Spannung auf U 2 =70V einbricht ( M vernachlässigt)? b) Wie gross ist also dann der Lastwiderstand L? Potentiometer A I U U1 1 S U2 2 V U2 L M Potentiometerschaltung Lösung: Unbelastet U 230V I = = = 0,06571 A P 3500 Ω U 2 90V 2 = = = 1369,6 Ω I 0,06571 A Belastet U 2 70V I 2 = = = 0,05111 A 1369,6 Ω 2 U1 U U 2 I = = = 1 P 2 230V 70V = 3500Ω 1369,6Ω 0,07103 A I L I I = 0,075103A A = 0,02399 A = 1 U L 70V L = = = I 0,02399A L 2917 Ω

27 27 Gemischte Schaltung Berechnen Sie die fehlenden Werte in der Tabelle unter Berücksichtigung der dargestellten Schaltung! I I 4 4 I ,8V U [V ] I [A] [Ω] P [W ] Ω 2 0,04A 3 4,8V 4 0,06A 5 6,0V 6 0,04A Ω 200 Ω

28 28 Gemischte Schaltung 12Ω A 5Ω - Entsteht zwischen den Punkten A und B eine Spannung? 6Ω 6Ω B 18Ω 9 Ω Wenn ja, wie gross ist sie und auf welche Seite schlägt das Voltmeter aus? 18V

29 29 Gemischte Schaltung Berechnen Sie jeweils den gesamten Widerstand zwischen A und B bei den Schalterstellungen 1-6! 50Ω 50Ω 50Ω Ω 50Ω Ω 100Ω 100Ω 100Ω 100Ω A B

30 30 Nullung TN-S Zeichnen Sie in der unteren Schaltung den Stromkreis bei einem Erdschluss ein! a) Zeichnen Sie eine Ersatzschaltung mit allen Widerständen und Überstromunterbrechern ein! b) Bestimmen Sie für den Erdschluss den Schlaufenwiderstand S! c) Wie gross ist der Erdschlussstrom? d) Wie goss ist die Berührungsspannung U B? EVU Transformatorenstation Primär Sekundär Netz-Trafo L1 L2 L3 L TN-C L1 L2 L3 Bezüger TN-S HAK L1 L2 L3 HV Verbraucher 1,4Ω 164,3A 16,43V U 230V 0 = TE Tr L E PEN = 2Ω = 1Ω = 0, 2Ω = 0, 5Ω = 0, 5Ω N PE PEN PEN HPA N PE Widerstrand der Verbraucherleitung VL = 0, 1Ω TE Fundament in der TS E Fundament beim Bezüger

31 31 E Mögliche Schaltungen Aus drei Widerständen von je 120 Ω werden alle möglichen gemischten Schaltungen gebildet. Machen Sie jeweils eine Schaltungsskizze und berechnen Sie für diese den Gruppenwiderstand! 180 Ω 80 Ω

32 32 E Mögliche Schaltungen Wie gross ist der Gesamtwiderstand einer aus 4 Einzelwiderständen von je 200 Ω gebildeten Schaltung? Es sind alle möglichen Varianten zu zeichnen und zu rechnenwerden alle möglichen gemischten Schaltungen gebildet. Machen Sie jeweils eine Schaltungsskizze und berechnen Sie für diese den Gruppenwiderstand! 80 Ω 120 Ω 150 Ω 200 Ω 266,7Ω 333,3Ω 500 Ω

33 33 E 1.277a Gemischte Schaltung Vier Widerstände von 20 Ω, 30 Ω, 40 Ω und 50 Ω sind wie skizziert geschaltet ,14Ω 7,155A 4,6A 2,55A Berechnen Sie für die Schaltung den Gesamtwiderstand ( 230 V ) und die Ströme! Tragen Sie alle Werte in der vorhandenen Grafik ein!

34 34 E 1.277b Gemischte Schaltung Vier Widerstände von 20 Ω, 30 Ω, 40 Ω und 50 Ω sind wie skizziert geschaltet ,14Ω 7,155A 4,6A 2,55A 50 Berechnen Sie für die Schaltung den Gesamtwiderstand ( 230 V ) und die Ströme! Tragen Sie alle Werte in der vorhandenen Grafik ein!

35 35 E 1.277c Gemischte Schaltung Vier Widerstände von 20 Ω, 30 Ω, 40 Ω und 50 Ω sind wie skizziert geschaltet Ω 2,255A 1,353A 0,902A Berechnen Sie für die Schaltung den Gesamtwiderstand ( 230 V ) und die Ströme! Tragen Sie alle Werte in der vorhandenen Grafik ein!

36 36 E 1.277d Gemischte Schaltung Vier Widerstände von 20 Ω, 30 Ω, 40 Ω und 50 Ω sind wie skizziert geschaltet ,38Ω 14,95A 4,6A 5,75A 4,6A 50 Berechnen Sie für die Schaltung den Gesamtwiderstand ( 230 V ) und die Ströme! Tragen Sie alle Werte in der vorhandenen Grafik ein!

37 37 E 1.277e Gemischte Schaltung Vier Widerstände von 20 Ω, 30 Ω, 40 Ω und 50 Ω sind wie skizziert geschaltet ,22Ω 9,905A 3,538A 1,769A 5,308A 4,6A 50 Berechnen Sie für die Schaltung den Gesamtwiderstand ( 230 V ) und die Ströme! Tragen Sie alle Werte in der vorhandenen Grafik ein!

38 38 E Gemischte Schaltung Die fünf gezeichneten Widerstände besitzen je 100 Ω. 175 Ω 266,7Ω 1 2 Wie Gross ist der Gesamtwiderstand: a) in Schalterstellung 1 und b) in Schalterstellung 2?

39 39 E Gemischte Schaltung Welche Spannung herrscht zwischen den Klemmen + und der gegebenen Schaltung? 58,9V + 24Ω 38V U 20Ω 6Ω -

40 40 E Gemischte Schaltung Auf welchen Wert ist der Vorwiderstand einzustellen? 120Ω 20,53Ω V 60Ω U=230V 152V

41 41 E Gemischte Schaltung Drei Widerstände von 8 Ω, 16 Ω und 20 Ω sind parallel geschaltet. Dieser Gruppe vorgeschaltet ist ein Widerstand, dessen Ohmwert zu bestimmen ist (Schaltungsskizze). Die Geamtspannung ist 230 V, der Gesamtstrom 6,2A. 32,89Ω

42 42 E Gemischte Schaltung Einer Gruppe (Skizze machen) von 2 parallel geschalteten DC-elais ( 2 = 1kΩ, 3 = 3, 6kΩ ) ist ein elais ( 1 = 17, 4Ω ) vorgeschaltet. Die Gesamtspannung beträgt 36 V. Berechnen Sie: a) den Gesamtwiderstand, b) die Stromstärke im elais 1, c) die Stromstärke im elais 2, d) die Stromstärke im elais 3 und e) die Spannung am elais 1! 800 Ω 45 ma 35,22mA 9,783mA 0,783V

43 43 E Gemischte Schaltung Heizgerät mit zwei in Serie geschalteten Elementen von je 10 Ω Widerstand, welchen elais K von je 420 Ω parallel geschaltet sind. Erleidet ein Heizelement einen Unterbruch, so spricht das parallele elais an und schaltet die zugehörige Lampe ein. 235V 19,53Ω 117,5V 429,8Ω 229,8V 5,22V K 10 Ω 10 Ω K Es ist zu bestimmen: a) der Gesamtwiderstand ohne Störung, b) die Spannung an den elaisspulen ohne Störung, c) der Gesamtwiderstand, wenn ein Heizelement unterbrochen ist und d) die elaisspulenspannungen, wenn ein Heizelement unterbrochen ist!

44 44 E Gemischte Schaltung Wieviel Ohm besitzt der Nebenwiderstand 1, wenn in der elaisspule 12 ma fliessen sollen? 15 kω + 1kΩ 8mA 72V 1 -

45 45 E Gemischte Schaltung Berechnen Sie aus der Schaltung den Gesamtwiderstand! 120Ω 60Ω 14Ω 160 Ω 120Ω U 60Ω 20Ω 12Ω 24Ω 48Ω 48Ω 60Ω

46 46 E Gemischte Schaltung Der Ersatzwiderstand der gesamten Schaltung beträgt 36 Ω. 22 Ω 19Ω 12Ω X U 34Ω Berechnen Sie X!

47 47 EP 4/13 Unfalluntersuchung - Elektrounfall Ein defektes Warmwassergerät war Ursache des elektrischen Unfalls im Nebenraum eines Sitzungssaales. Durch einen Isolationsschaden entstand ein Körperschluss. Die geforderte Automatische Abschaltung der Stromversorgung gemäss NIN und NIN 4.3 war nicht funktionstüchtig. Der Leitungsschutzschalter hatte nicht ausgelöst. Untersuchen Sie die möglichen Ursachen des Unfalls. Wie hätte der Unfall vermieden werden können? Die Wirkungen des Stromes auf den menschlichen Körper sind von der Dauer des Stromflusses und der Stromstärke abhängig. Es ist zu untersuchen, von welchen Faktoren die Stärke des bei einem elektrischen Unfall durch den Körper fliessenden Stromes abhängig ist. Konkreter Auftrag: a) Entwickeln Sie mit Hilfe der vorgegebenen Schaltung des Fehlerstromkreises das Widerstandsschaltbild! b) Berechnen Sie den Widerstand der Zuleitung ( L ) vom Stromkreisverteiler bis zum Anschluss des Warmwassergerätes! c) Wovon hängt der Strom ab, der bei einem elektrischen Unfall durch den menschlichen Körper fliesst? d) Ermitteln Sie den im Fehlerstromkreis fliessende Strom! e) Welche Wirkungen sind beim vorliegenden Fall bei einer Einwirkdauer von 2 s zu erwarten? Als Hilfe dient das nebenstehende Diagramm. f) Wie hätte der elektrische Unfall vermieden werden können? 0,24Ω 0,64Ω 961,5Ω 242 ma

48 TG 101 Frage Wie berechnet man aus der gemischten Schaltung den Gesamtwiderstand? Vorschrift Literatur Antwort Die Berechnung des Gesamtwiderstandes wird von Innen nauch Aussen berechnet. Das Vorgehen entspricht dem der Klammern in der Mathematik! TG 102 Frage In welcher Schaltung bleibt die Spannung immer gleich? Vorschrift Literatur Antwort Parallelschaltung TG 103 Frage Was bleibt in der Serieschaltung von Widerständen immer gleich? Vorschrift Literatur Antwort Der Strom TG 104 Frage Vorschrift Literatur Antwort