ETEC01N-XX2-K16 Einsendeaufgabe (ILS/SGD) – Note 1 inkl. Korrektur & Lösungen

1. Gegeben sei folgendes Netzwerk. Dabei handelt es sich um eine Quelle mit Widerstandsnetzwerk aus R1 bis R7, das stellvertretend für den Innenwiderstand Ri steht. Analysieren Sie die Schaltung mithilfe folgender Aufgabenstellungen:

a) Bevor der Innenwiderstand in der nächsten Teilaufgabe schriftlich berechnet werden soll, machen Sie stichpunktartige Aussagen dazu, dass der Wert von Ri keinesfalls 1 kOhm sein kann. Denken Sie dabei an den Zusammenhang parallelgeschalteter Widerstände. Ihre Argumente sollen für die Fernlehrerin/den Fernlehrer nachvollziehbar sein. Begründen Sie Ihre Aussage!

b) Berechnen Sie den Innenwiderstand dieses Netzwerks. Achten Sie darauf, dass sich eine elektrische Quelle in dieser Schaltung befindet. Führen Sie die Berechnungen schriftlich Schritt für Schritt durch.

c) Überführen Sie das Netzwerk in eine Ersatzspannungsquelle. Wie groß ist Uq* der gleichwertigen Quelle?

d) Überführen Sie die Ersatzspannungsquelle in eine Ersatzstromquelle (Quellenumwandlung). Welcher Quellenstrom ist notwendig, damit die adäquate Umwandlung gleiches Klemmenverhalten bewirkt?

2. Folgende reale Quelle mit R1, der den Innenwiderstand Ri darstellen soll, liegt vor. Die Quelle wird unterschiedlich belastet. Notieren Sie die gesuchten Leistungswerte und machen Sie eine Aussage über die maximale Leistung an der Last bezogen auf den Innenwiderstand der Quelle. Sollte der Platz innerhalb der Tabelle nicht ausreichen, fügen Sie ein separates Blatt Ihrer Lösung bei. Vergessen Sie bitte nicht Ihren Namen und Ihre Teilnehmernummer, sowie den Code dieses Heftes zu notieren.

3. Wandeln Sie folgende Sternschaltung (bestehend aus R1, R2 und R5) in eine adäquate Dreieckschaltung um und berechnen Sie anschließend den Ersatzwiderstand des gesamten Widerstandsnetzwerks (Gesamtwiderstand).

4.a) Ein elektrischer Verbraucher mit einer Leistungsangabe von P1 = 10 kW ist Tag und Nacht in Betrieb. Welche elektrische Arbeit stellt Ihnen das Energieversorgungsunternehmen (EVU) nach 365 Tagen in Rechnung bei einem Preis von 26,48 ct./kWh?

b) Welche Leistung P2 wird im Verbraucher umgesetzt, wenn er einen Wirkungsgrad von η = 0,75 (75 %) besitzt?

5. Berechnen Sie den Spannungsfall an R3 mithilfe der Spannungsteiler-Regel!

6. Berechnen Sie die Leistung, die in R3 umgesetzt wird mit den 3 Ihnen bekannten Leistungsformeln!

7.Nennen Sie die wesentlichen Unterschiede zwischen der Reihen- und Parallelschaltung bezüglich Strom, Spannung und Widerstand.