1. Gegeben ist folgende unsymmetrische Sternschaltung mit komplexen Lasten.
a) Ermitteln Sie die Spitzenwerte zwischen den Leitern der speisenden Quellen (Generatorseite). (2 Pkt.)
b) Wie groß sind die Spannungen an den jeweiligen Lasten? Weisen Sie Ihre Aussage durch einen Maschenumlauf über U1N an der Last → UKN → V1 (U1N am Generator) nach. (3 Pkt.)
c) Berechnen Sie die Strangströme nach Betrag und Phase. (9 Pkt.)
d) Wie groß ist der Strom IN im N-Leiter und welcher Vorteil ergibt sich daraus? (4 Pkt.)
e) Zeigen Sie mithilfe eines Maschenumlaufs im Uhrzeigersinn, dass der zweite kirchhoffsche Satz (Maschensatz) über folgenden Weg gültig ist:
Z1 → Z2 → V2 (U2N am Generator) → V1 (U1N am Generator). (2 Pkt.)
2. Gegeben ist die Schaltung wie in 1., diesmal ohne N-Leiter. Auch hier noch einmal der Hinweis, dass der Masseanschluss im Schaltbild aus Simulationszwecken in MultiSim notwendig ist und keinen N-Leiteranschluss darstellen soll.
a) Welche Auswirkungen ergeben sich bei fehlendem Rückleiter auf die Leiter- und Lastspannungen? (4 Pkt.)
b) Berechnen Sie die Strangspannungen UY (=UiK) an den jeweiligen Lasten. Bedenken Sie dabei, zunächst die Knotenspannung zu ermitteln, um anschließend mit entsprechenden Maschenumläufen über den N-Leiter die unsymmetrischen Lastspannungen UiK berechnen zu können!
c) Zeichnen Sie die Strangspannungen UY der Generator- und ins gleiche Diagramm die Strangspannungen Uik der Lastseite im Maßstab 1:50 ein und ermitteln Sie aus Ihrer Zeichnung Länge und Lage der Knotenspannung UKN durch Maschenumlauf über die Impedanz Z1, der beiden Knoten K und N, sowie der Quelle V1 mit ihrer Strangspannung U1N. Vergleichen Sie Ihr Ergebnis für UKN mit dem aus b)!
Da es sich um ein grafisches Verfahren handelt, können natürlich keine 100-prozentigen Lösungsergebnisse erzielt werden.
Das weiß auch Ihr Fernlehrer / Ihre Fernlehrerin. Arbeiten Sie dennoch möglichst genau. Eine Überprüfung Ihrer zeichnerischen Lösung können Sie beispielsweise durch entsprechende Simulationen in MultiSim überprüfen.
d) Welche Gefahr ergibt sich allgemein aus Sicht der Spannung für die elektrischen Verbraucher bei fehlendem N-Leiter?
3. Gegeben ist folgende Schaltung mit symmetrischen ohmschen Lasten in Dreieckschaltung.
a) Berechnen Sie die Lastströme, die durch die Verbraucher fließen, nach Betrag und Phase?
b) Welche Leiterströme ergeben sich nach Betrag und Phase?
c) Zeichnen Sie die Ströme aus a) und b) im Maßstab 1:2 und winkelgetreu in ein gemeinsames Diagramm. Zeichnen Sie ebenfalls durch Verschiebung der Lastströme das Stromdreieck ein.
4. Die Lasten aus Aufgabe 1. werden nun in Dreieck geschaltet.
a) Berechnen Sie die Strangspannungen an den jeweiligen Lasten?
b) Ermitteln Sie die Lastströme, die durch die jeweiligen Verbraucher fließen?
c) Welche Leiterströme ergeben sich nach Betrag und Lage?
d) Zeichnen Sie die Last- und Leiterströme im Maßstab 1:3 winkelgetreu in ein gemeinsames Diagramm.
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