Ein Glühweinkocher für 230 V hat ein Heizelement aus Chrom-Nickel-Draht mit dem Temperaturkoeffizienten 20 =

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1 Aufgabe MG01 Ein Glühweinkocher für 230 V hat ein Heizelement aus Chrom-Nickel-Draht mit dem Temperaturkoeffizienten 20 = C. Um welchen Faktor ist seine Stromaufnahme bei der Anfangstemperatur von 20 C größer als bei der Endtemperatur von 100 C? Rechnen Sie zunächst allgemein!

2 Aufgabe MG02 Dimensionieren Sie das Heizelement eines 30 Watt-Lötkolbens für 230 V für die Nenntemperatur von 330 C! Das Heizelement besteht aus vielen Windungen von Chrom-Nickel-Draht mit dem Durchmesser 0,1 mm, dem spezifischen Widerstand von 1,5 mm2 m 20 C) und dem Temperaturkoeffizienten 20 = C. Wie lange muss der Draht des Heizelements sein? (bei

3 Aufgabe MG03 Die Starterbatterie eines Autos habe beim Starten noch eine Spannung von 12 V bei einem Starterstrom von 360 A. Das Kabel zur Batterie habe einen Querschnitt von 1 cm². Wie hoch ist die mittlere Strömungsgeschwindigkeit der Elektronen im Kabel beim Starten?

4 Aufgabe MO01 In der folgenden Schaltung sind die Werte aller Quellen und aller Widerstände gegeben: Analysieren Sie die Schaltung OHNE Verwendung der Knotenpotentialanalyse! 1. Berechnen Sie U 3 mit dem Überlagerungssatz! 2. Berechnen Sie dann U 2!

5 Aufgabe MO02 Eine Lichterkette besteht aus 46 identischen Lämpchen (L1 bis L46) und dazu jeweils parallel geschalteten Widerständen (R1 bis R46), die dafür sorgen, dass bei Durchbrennen (oder mutwilligen Herausschrauben) eines Lämpchens die übrigen Lämpchen weiterleuchten. Jedes Lämpchen hat die Leistung P L =100 mw, jeder Widerstand den Wert R=1kΩ. Welche Spannung U L liegt an jedem der 46 Abschnitte der Lichterkette? Welchen Widerstand R L haben die einzelnen Lämpchen? Welchen Widerstand R K hat die gesamte Lichterkette? Welcher Strom I L fließt durch jeweils eine Birne? Welcher Strom I R fließt durch jeweils einen Widerstand? Welcher Strom fließt insgesamt durch die Lichterkette? Welche Leistung P K entnimmt die Lichterkette aus der Quelle U=230V? Welchen Gesamtwiderstand hat die Lichterkette beim Durchbrennen eines Lämpchens? Brennen die übrigen Lämpchen dann heller oder dunkler? Bitte begründen!

6 Aufgabe MO03 Gegeben sind die Gleichspannungsquellen und die Widerstände. In dieser Aufgabe soll das Knotenpotentialverfahren nicht verwendet werden. Berechnen Sie die Spannung U 12! Geben Sie die Ersatzspannungsquelle bezüglich der Klemmen 1 und 2 an! nun gelte: Alle Widerstände haben den Wert R. Die Klemmen 1 und 2 seien kurzgeschlossen. Ermitteln Sie den Kurzschlussstrom IK der obigen Schaltung! Nun sei zwischen die Klemmen 1 und 2 eine Stromquelle eingefügt. Wie groß ist die Spannung U 12?

7 Aufgabe MO04 Gegeben sei ein Netzwerk aus einer Spannungsquelle und 5 Widerständen. Gegeben seien die Widerstandswerte R 1 bis R 3 sowie U 0. Geben Sie für dieses Netzwerk die Ersatzspannungsquelle an und bestimmen sie deren Innenwiderstand R, die Leerlaufspannung U und den Kurzschlussstrom I k.

8 Aufgabe MO05 Gegeben sei ein Netzwerk aus einer Stromquelle und 5 Widerständen. Gegeben seien die Widerstandswerte R 1 bis R 3 sowie Iq. Geben Sie für dieses Netzwerk die Ersatzspannungsquelle an und bestimmen sie deren Innenwiderstand R, die Leerlaufspannung U und den Kurzschlussstrom I k.

9 Aufgabe MO06 Gegeben sei ein Netzwerk aus einer Spannungsquelle und 3 Widerständen. Gegeben seien die Widerstandswerte R 1 und R 2 sowie U0. a) Geben Sie die Werte der Ersatzspannungsquelle an! b) Wie müssen Sie R2 dimensionieren, damit die Spannungsquelle der Ersatzspannungsquelle eine Spannung von U0/4 hat?

10 Aufgabe MK01 Analysieren Sie die gegebene Schaltung mit Hilfe des Knotenspannungsverfahrens. Gesucht ist die Spannung U 4. Gegeben sind U 0, R 1, R 2, R 3, R 4 sowie der Steuerfaktor k. 1. Stellen Sie die Leitwertmatrix zunächst nur für das Widerstandsnetzwerk auf! Welches sind die Unbekannten? 2. Bauen Sie die ideale Spannungsquelle ein! 3. Bauen Sie die gesteuerte Stromquelle ein! 4. Lösen Sie das Gleichungssystem, evtl. durch Reduktion auf weniger Gleichungen! 5. Bestimmen Sie die gesuchte Spannung U 4! 6. Wie groß wird U 4, wenn Sie den Widerstand R 4 durch einen Leerlauf ersetzen? 7. Wie groß ist I 4, wenn Sie den Widerstand R 4 durch einen Kurzschluss ersetzen? 8. Wie groß ist der Ersatzwiderstand der Schaltung von R 4 aus gesehen (also ohne R 4 )?

11 Aufgabe MK02 Analysieren Sie die gegebene Schaltung mit Hilfe des Knotenspannungsverfahrens. Gesucht ist die Spannung U 4. Gegeben sind U 0, R 1, R 2, R 3 sowie der Steuerfaktor k. 1. Stellen Sie die Leitwertmatrix zunächst nur für das Widerstandsnetzwerk auf! Welches sind die Unbekannten? 2. Bauen Sie die Spannungsquelle ein! 3. Bauen Sie die gesteuerte Stromquelle ein! Geben Sie die Einheit des Steuerfaktors k an! 4. Lösen Sie das Gleichungssystem, evtl. durch Reduktion auf weniger Gleichungen! 5. Bestimmen Sie die gesuchte Spannung U 4! 6. Bestimmen Sie U 4 für den Grenzfall k = 0!

12 Aufgabe MK03 Analysieren Sie folgende Schaltung mit Hilfe des Knotenpotentialverfahrens. Gesucht ist die Spannung U 3 in Abhängigkeit von den Widerständen, dem Steuerfaktor v und vom Strom I 0. Stellen Sie das Gleichungssystem auf: - Leitwertmatrix - Stromquelle - gesteuerte Spannungsquelle Bestimmen Sie U3, indem Sie das Gleichungssystem lösen.

13 Aufgabe MK04 Gegeben ist die folgende Schaltung, die Sie mit Hilfe des Knotenpotential- Verfahrens analysieren sollen. Gesucht ist die Spannung U 2 in Abhängigkeit von den Widerständen und den unabhängigen Quellen. Alle Widerstände, unabhängige Quellen und der Steuerfaktor k sind gegeben. 1. Stellen Sie das Gleichungssystem auf. Denken Sie dabei auch an die gesteuerte Stromquelle! 2. Lösen Sie das Gleichungssystem und berechnen Sie U2 in Abhängigkeit von den gegebenen Werten. 3. Wandeln Sie die Stromquelle Iq1 zusammen mit R1 in eine Spannungsquelle um und kontrollieren Sie das obige Ergebnis für den Sonderfall k=0 mit Hilfe des Überlagerungssatzes.

14 Aufgabe MK05 Gegeben ist die folgende Schaltung, die Sie mit Hilfe des Knotenpotential- Verfahrens analysieren sollen. Gesucht ist die Spannung U1 in Abhängigkeit von den Widerständen und den unabhängigen Quellen. Alle Widerstände, unabhängige Quellen und der Steuerfaktor k sind gegeben. s