2. Aufgabenkomplex. Übung und Seminar zur Vorlesung. Grundlagen der Technischen Informatik 1

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1 . Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9 Übung und Seinar zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik. Aufgabenkoplex..9 Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34) 97-35

2 . Aufgabe. Aufgabe Elektrische Kennwerte eines Kondensators. Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9 Gegeben ist ein Plattenkondensator Nach de Anlegen der Spannung ist die rote Seite (A) positiv und die blaue- (B) negativ geladen. h A Plattenkondensator B Werte: U AB b h 3 d 5μ e,6-9 ε 8,854 - / ε r-luft ε r-glier 8 b d..9 Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34) 97-35

3 . Aufgabe. Aufgabe Elektrische Kennwerte eines Kondensators. Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9.. Bestien Sie die Kapazität L des Plattenkondensators... Bestien Sie die Ladung B-L auf der Platte B, die ehr als i ungeladenen Zustand auf der Platte sind..3. Bestien Sie die Anzahl der Elektronen n B-L auf der Platte B, die ehr als i ungeladenen Zustand auf der Platte sind..4. Bestien Sie vo Kondensator gespeicherte Energie W L..5. Bestien Sie die Kraft AB-L zwischen den Platten..6. Bestien Sie die eldstärke E AB-L zwischen den Platten. Nun wird zwischen die Platten Glier gegeben. Die Ladung auf de Kondensator ändert sich dabei nicht..7. Bestien Sie die Kapazität G des Plattenkondensators it de Glier..8. Bestien Sie die Spannung U AB-G des Plattenkondensators it de Glier..9. Bestien Sie vo Kondensator gespeicherte Energie W G. **nicht gefordert**..9 Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34)

4 . Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9..9 Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34) oreln und Maßeinheiten: 4. Aufgabe h b A d h b d A e n e n d s it U s A s U U s W h b A d U E U ore r r B A r B A B A ln : ε ε ε ε ε ε [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] : : s kg N Ws J W über die Energie an Dies erhält Ws s kg N h l d U Maßeinheiten r ε ε

5 . Aufgabe. Aufgabe Serienschaltung von Kondensatoren Gegeben ist folgende Schaltung:. Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9 A Werte: 5n 5n 3 5n 4 5n 5 3n B Bestien Sie die Ersatzkapazität AB zwischen den Punkten A und B..9 Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34)

6 . Aufgabe. Aufgabe Serienschaltung von Kondensatoren. Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9.. Bestien Sie die Ersatzkapazität 345 der Kondensatoren 3 bis 5... Bestien Sie die Ersatzkapazität -5 der Kondensatoren bis Bestien Sie die Ersatzkapazität AB -5 der Kondensatoren bis Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34)

7 . Aufgabe. Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9 oreln und Maßeinheiten: orel : Re ihenschaltung von Kondensatoren : k k k ers + + Parallelschaltung von Kondensatoren : ers ers it : n n n k Re ihenschaltung von Kondensatoren : * ers * ers k * k ers und * K k fo lgt Maßeinheit: [ U ] [ I ] [ ] * [ ] A..9 Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34)

8 Punkteverteilung: Gesatpunktzahl: 3 Punkte Aufgabe.-.8 Aufgabe.-.3. Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9 je 3 Punkte je Punkte..9 Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34)

9 . Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9 Beerkung: - In allen oreln it Zahlen sind die Maßeinheiten itzuschleifen. - Bei den Endergebnissen sind die Maßeinheiten zu verwenden, die, wenn vorhanden, aus eine Buchstaben bestehen. Während der Rechnung können Sie nach eigene Eressen verfahren. - Bei den Endergebnissen sind die ±3 Präfixe konsequent zu verwenden. Während der Rechnung können Sie nach eigene Eressen verfahren. Präfixe nur verwenden, wenn eine Maßeinheit dahinter ist. - Alle Aufgaben auf eine Mantissengenauigkeit von 4 Stellen genau berechnen, wenn in der Aufgabe nicht anders angegeben (Exponent-Mantissendarstellung). - Die Aufgaben sind zu nuerieren, auch die Teilaufgaben. - Der Rechenweg uß ersichtlich sein. Gegebenenfalls das Schierblatt anheften. - Jedes Blatt ist wie folgt zu nuerieren Seite/Gesatzahl der Seiten (z.b. Seite 6/8) Nichtbeachtung wird it Punktabzug geahndet!..9 Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34)

10 . Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9 Präfixe zur Kennzeichnung des ielfachen von gesetzlichen Einheiten (dezial): Präfix aktor Bezeichnung Präfix aktor Bezeichnung Y 4 Yotta -3 Milli Z Zetta μ -6 Mikro E 8 Exa n -9 Nano P 5 Peta p - Piko T Tera f -5 eto G 9 Giga a -8 Atto M 6 Mega z - Zepto k 3 Kilo y -4 Yokto Ugang it den Präfixen a Beispiel der Mantissengenauigkeit von 4 Stellen: ---,- Präfix Maßeinheit --,-- Präfix Maßeinheit -,--- Präfix Maßeinheit Beispiele: 6,4μ; 33,45kHz;,456MΩ; 7,48A..9 Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34) 97-35

11 Lösung -. Aufgabe. Aufgabe Lösung Elektrische Kennwerte eines Kondensators. Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9.. Bestien Sie die Kapazität L des Plattenkondensators... Bestien Sie die Ladung B-L auf der Platte B, die ehr als i ungeladenen Zustand auf der Platte sind..3. Bestien Sie die Anzahl der Elektronen n B-L auf der Platte B, die ehr als i ungeladenen Zustand auf der Platte sind..4. Bestien Sie vo Kondensator gespeicherte Energie W L..5. Bestien Sie die Kraft AB-L zwischen den Platten..6. Bestien Sie die eldstärke E AB-L zwischen den Platten. Nun wird zwischen die Platten Glier gegeben. Die Ladung auf de Kondensator ändert sich dabei nicht..7. Bestien Sie die Kapazität G des Plattenkondensators it de Glier..8. Bestien Sie die Spannung U AB-G des Plattenkondensators it de Glier...9 Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34) 97-35

12 Lösung -. Aufgabe. Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9.. Bestien Sie die Kapazität L des Plattenkondensators. A b h ε rε ε rε d d A b h A 3 6,6 L 8,854 8,854,6n 6,6 5µ 8,854,6,6 5 6, Bestien Sie die Ladung B-L auf der Platte B, die ehr als i ungeladenen Zustand auf der Platte sind. B L L U AB L B L,6n 6, 6,n,6 6,..9 Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34) 97-35

13 Lösung -. Aufgabe. Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9.3. Bestien Sie die Anzahl der Elektronen n B-L auf der Platte B, die ehr als i ungeladenen Zustand auf der Platte sind. B L ne B n e L n B L 6,n 6,,6,6 66,9 66,9 9 6,,6.4. Bestien Sie vo Kondensator gespeicherte Energie W L. W s U W L 5,3µ J,6n,53 5 [ ] Ws 5,3,6 6 Ws 4..9 Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34)

14 Lösung -. Aufgabe. Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9.5. Bestien Sie die Kraft AB-L zwischen den Platten. AB L U d AB AB L,6N ( ),6n 5µ,6,6, Ws 4.6. Bestien Sie die eldstärke E AB-L zwischen den Platten. E AB U d AB AB E AB L..9 5µ 5 6, k 3 6 Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34)

15 . Aufgabe. Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9 Nun wird zwischen die Platten Glier gegeben. Die Ladung auf de Kondensator ändert sich dabei nicht..7. Bestien Sie die Kapazität G des Plattenkondensators it de Glier. A b h ε rε ε rε d d ε 8 r G lier A b h A 3 6,6 L 88,854,6 5µ 6,6 88,854 7,83 5 8,4998n 8,5n 88,854 6,6 6 5,6, Bestien Sie die Spannung U AB-G des Plattenkondensators it de Glier. 6 B G G U AB G U AB G B G G U AB G..9 6,n 6,,49 8,5n 8,5 Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34)

16 . Aufgabe. Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9.9. Bestien Sie vo Kondensator gespeicherte Energie W G. **nicht gefordert** W G s G U AB G G 8,5n U AB G,49 W L 8,5n 663, [,49 ] Ws 663,nJ 8,5 56,..9 Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34)

17 Lösung -. Aufgabe. Aufgabe Lösung Serienschaltung von Kondensatoren. Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9.. Bestien Sie die Ersatzkapazität 345 der Kondensatoren 3 bis 5... Bestien Sie die Ersatzkapazität -5 der Kondensatoren bis Bestien Sie die Ersatzkapazität AB -5 der Kondensatoren bis Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34)

18 Lösung -. Aufgabe. Aufgabenkoplex Übung zur orlesung Grundlagen der Technischen Inforatik Winterseester 9.. Bestien Sie die Ersatzkapazität 345 der Kondensatoren 3 bis n + 5n + 3n 5n.. Bestien Sie die Ersatzkapazität -5 der Kondensatoren bis n 5n 4 6 5n Bestien Sie die Ersatzkapazität AB -5 der Kondensatoren bis 5. AB AB 5n + 5n 5n..9 Johannisgasse 6 43 Leipzig Telefon: +49 (34) Telefax: +49 (34)