Technische Assistenten Zwischenprüfung Elektrotechnik Teil A 2000/2001

Transkript

1 ZP 1/11 Aufgabe 1: Ergänzen Sie die Tabelle sinnvoll! Formelbuchstabe Größe Einhe i- tenabkürzung Einheit Strecke I s Widerstand Volt kg Joule P Wirkungsgrad Hertz Aufgabe 2: Ergänzen Sie die Tabelle sinnvoll! Vorsatzname Abkürzung Zahlenwert Zahlenwertname pico M 0,001 millionstel Milliarde 1000 n Tera

2 ZP 2/11 Aufgabe 3: Nennen Sie drei technisch gebräuchliche Leiterwerkstoffe! Aufgabe 4: Unter welchen Umständen ist ein Atom geladen? Aufgabe 5: Welche beiden Angaben sind erforderlich, um eine physikalische Größe zu bestimmen? Aufgabe 6: Welche drei Betriebsmittel müssen in einem Stromkreis vorhanden sein? Aufgabe 7: Kreuzen Sie die Ladungsträger an! a) Atome b) Protonen c) Elektronen d) Metalle e) Neutronen Aufgabe 8: Erklären Sie die Begriffe DC und AC!

3 ZP 3/11 Aufgabe 9: Ergänzen Sie die Tabelle sinnvoll! Spannungserzeugungsmöglichkeit (Ursache) Anwendungsbeispiel Induktion Batterie Thermoelement Innerer Fotoeffekt Piezoelektrischer-Effekt Bandgenerator (Kurbelinduktor) Aufgabe 10: Ergänzen Sie die Tabelle sinnvoll! Beispiel wandelt von... (Energie) in... (Energie) Motor Generator Wärme-Energie Licht-Energie Akku (Laden) Aufgabe 11: Wie werden Spannungen und Ströme im Stromkreis normgerecht gekennzeichnet? Aufgabe 12: Welche Einrichtungen werden als elektrische Verbraucher bezeichnet? Aufgabe 13: Geben Sie die spezifische Leitfähigkeit von Kupfer an! Welche Formelbuchstaben sind dafür üblich?

4 ZP 4/11 Aufgabe 14: Um welchen Faktor ändert sich die Leistung an einem Widerstand, wenn die Spannung verdoppelt wird? Aufgabe 15: Welchen Verlauf hat die Kennliniendarstellung des Stroms bei veränderlicher Spannung? (Der Widerstand bleibt dabei konstant) Aufgabe 16: Welchen Verlauf hat die Kennliniendarstellung des Stroms bei veränderlichem Widerstand?(U bleibt konstant) Aufgabe 17: In welcher Einheit sollte mechanische Arbeit angegeben werden? Welche weiteren Einheiten sind Ihnen für Arbeit bekannt? Aufgabe 18: Geben Sie drei Gleichungen für die Zusammenhänge von Spannung, Strom und Leistung an einem ohmschen Widerstand an! Aufgabe 19: Warum ist die abgegebene Leistung von Maschinen und Geräten stets kleiner als die aufgenommene Leistung? Was bedeutet dies für den Wertebereich des Wirkungsgrades?

5 ZP 5/11 Aufgabe 20: Wie wird der Gesamtwirkungsgrad z. B. von drei hintereinander geschalteten Maschinen allgemein berechnet? Aufgabe 21: Wie entsteht eine elektrische Spannung? Aufgabe 22: Skizzieren Sie die beiden in der Elektrotechnik grundsätzlich vorkommenden Spannungsarten in einem normgerechten Koordinatensystem! Aufgabe 23: Welche Auswirkung hat der Austausch einer defekten Lampe in einer Lichterkette gegen eine Lampe mit gleicher Bemessungsspannung aber höherer Bemessungsleistung?

6 ZP 6/11 Aufgabe 24: Welche zwei Bedeutungen hat der Begriff Widerstand? Aufgabe 25: Welche physikalische Ursache liegt den unterschiedlichen Leitfähigkeiten von Metallen zugrunde? Aufgabe 26: Erklären Sie den Begriff Driftgeschwindigkeit! Wie groß ist sie etwa bei haushaltsüblichen Stromstärken und Leiterquerschnitten? Aufgabe 27: Welche drei Stoffgruppen werden hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften unterschieden? Aufgabe 28: Welche zwei idealen Quellenarten werden im Stromkreis unterschieden? Aufgabe 29: Nennen Sie fünf typische Bemessungs- bzw. Nennleistungen von Widerständen! Aufgabe 30: Was versteht man unter der Nennleistung eines Verbrauchers? Aufgabe 31: Was ist bei der Anwendung des Maschensatzes ( Die Summe der Spannungen in einer Masche ist Null! ) zu beachten?

7 ZP 7/11 Aufgabe 32: In welcher Einheit wird der Arbeitstarif (Preis der elektrischen Arbeit) vom EVU festgelegt? Aufgabe 33: Was wird unter Leistungsanpassung verstanden? Aufgabe 34: In welche Richtung fließen die Elektronen a) im Inneren einer Spannungsquelle und b) in einem Widerstand? Aufgabe 35: Wie ist die technische Stromrichtung festgelegt? Aufgebe 36: Welche Wirkung des Stroms tritt meist als unerwünschte Nebenwirkung auf?

8 Zwischenprüfung Elektrotechnik Teil B ZP 8/11 Hinweis: geg. und ges. sind nicht notwendig! 1.) Auf eine Platte aus Aluminium soll die elektrische Ladung Q = 10 mc aufgebracht werden. Berechnen Sie die Anzahl der benötigten Elektronen! (e = q = 1, C) 2.) Zeichnen Sie für drei ohmsche Widerstände (R 1 = 100 Ω, R 2 = 500 Ω und R 3 = 1000 Ω) die zugehörigen U-I-Kennlinien mit linearer Einteilung der Achsen im Bereich von 0 bis 1000 V! 3.) a) Eine Wicklung besteht aus 120 m Kupferdraht mit einem Drahtdurchmesser von 0,8 mm. Bestimmen Sie den Wicklungswiderstand, S m wenn von γ = 56 2 mm ausgegangen wird! b) An einem Widerstand aus NiCr soll bei einer Belastung von 8 A die Spannung 20 V abfallen. Der Drahtdurchmesser beträgt 0,9 mm 2, der spezifische Widerstand ist 1,13 Ω mm 2. Berechnen Sie die notwen- m dige Drahtlänge! Ω mm c) Ein Widerstand aus CuNi ( ρ = 0,49 m 2 ) mit 0,25 mm Durchmesser und 2,4 m Länge soll durch einen widerstandsgleichen Draht aus Ω mm CuMnNi ( ρ = 0,43 m ) der Länge 1 m ersetzt werden. Bestimmen Sie den notwendigen Drahtdurchmesser! 2 4.) Eine Akkumulator wurde geladen. Nun kann er eine Arbeit von W = 520 Ws verrichten! a) Welche Spannung steht zur Verfügung, wenn der Akku eine Ladung von 44 C gespeichert hat? b) Über welche Strecke könnte ein Kartoffelsack, der eine Gewichtskraft von 491 N besitzt, mit dem gespeicherten Arbeitsvermögen des Akkus gehoben werden?

9 Zwischenprüfung Elektrotechnik Teil B ZP 9/11 5.) Eine Lampe mit dem Aufdruck 4V/2,1W soll an einer 12 V Batterie unter Verwendung eines Vorwiderstandes angeschlossen werden! Bestimmen Sie die Größe des notwendigen Vorwiderstandes! 6.) Ein Heizstrahler besitzt eine Nennspannung (Bemessungsspannung) von 230 V und die Nennleistung (Bemessungsleistung) 2 kw! Bestimmen Sie a) den Nennstrom (Bemessungsstrom), b) den Widerstand der Heizwendel und c) die Betriebskosten bei 8-stündigem Betrieb, wenn der Arbeitspreis 0,30 DM/kWh beträgt! 7.) Drei Kohleschichtwiderstände (R 1 = 330 Ω, R 2 = 560 Ω und R 3 = 1,2 kω) sind jeweils mit P = 0,5 W belastbar. a) Zeichnen Sie in ein U-I-Diagramm die Leistungshyperbel für P = 0,5 W sowie die Widerstandsgeraden der drei Widerstände und bestimmen sie grafisch die zulässigen Spannungs- und Stromwerte! b) Überprüfen Sie Ihre Ergebnisse von a) rechnerisch! 8.) In einer Maschinenhalle arbeiten parallel: 2 Motoren mit je P = 22 kw und η = 89 %, 20 Motoren mit je P = 5,5 kw und η = 86 %, 24 Motoren mit je P = 4 kw und η = 75 %, Bestimmen Sie a) die insgesamt aufgenommene elektrische Leistung und b) den Gesamtwirkungsgrad der Anlage!

10 Zwischenprüfung Elektrotechnik Teil B ZP 10/11 9.) Vier Widerstände liegen in Reihe an einer Spannungsquelle: a) Bestimmen Sie R ges, I, U 12, U 23, U 34 und U 40. b) Es gelte: ϕ 0 = 0! Bestimmen Sie die übrigen Potentiale! c) Bestimmen Sie aus den Potentialwerten die Spannungen U 20, U 31 und U ) Wie groß ist die Wellenlänge einer Wechselspannung bei einer Frequenz von 8 khz in einer Leitung? (c = km/s) 11.) Ein Transistor besitzt einen Ausgangsleitwert von 22 µs. Wie groß ist sein Ausgangswiderstand? 12.) Bestimmen Sie die Periodendauer der Wechselspannung im üblichen Energieversorgungsnetz. 13.) Eine Lichtschranke nimmt einen Strom von 60 ma auf. Sie liegt an einer Spannung von 4,276 V und die Betriebsdauer beträgt 312 Stunden. Berechnen Sie die umgesetzte Energie!

11 Zwischenprüfung Elektrotechnik Teil B ZP 11/11