Etit1 - Übung 01 PDF

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Etit 1 - Übung 1...

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Übung zur Vorlesung Elektrotechnik und Informationstechnik I Prof. J. Hanson Übungsblatt 1: Größen und Einheiten, Grundlegende Begriffe, Grundgesetze 22. - 24. Oktober 2018 Abgabe der Hausübung: 29.- 31. Oktober 2018 Aufgabe 1.1 Drücken Sie folgende Einheiten durch SI-Basiseinheiten aus oder geben Sie an, ob es sich um eine SI-Einheit handelt: a)

1W

b)

1J

c)

1 Nm

d)

1Ω

e)

1C

f)

1 cd

g)

1V

h)

1F

i)

1S

Aufgabe 1.2 An die konstante Klemmenspannung U = 24 V ist ein zwischen 0 und 6 kΩ veränderbarer Widerstand R angeschlossen. Berechnen Sie den Stromverlauf I in Abhängigkeit vom Widerstand R und stellen Sie ihn in einem Diagramm dar. Hinweis: Geben Sie I in mA an und vergleichen Sie den Verlauf mit einer Hyperbelunktion f (x) = x1.

1

Übungsblatt 1, 22. - 24. Oktober 2018, Größen und Einheiten, Grundlegende Begriffe, Grundgesetze Aufgabe 1.3 Gegeben ist der zeitliche Verlauf der elektrischen Ladung Q(t) nach Abbildung 1:

Q [As] 1·10

-3

2

1 -1·10

3

4

5

6

t [s]

-3

Abbildung 1: Zeitlicher Verlauf der Ladung. a) Bestimmen Sie Q(t) als abschnittweise definierte Funktion aus dem gegebenen Zeitverlauf.

b) Berechnen Sie den Strom i(t) für die einzelnen Zeitabschnitte.

c) Zeichnen Sie maßstabsgerecht den zugehörigen Stromverlauf i(t).

Aufgabe 1.4 Erhöht man die an einem Verbraucher anliegende Spannung um 20 V, so nimmt die Stromstärke um 8% zu. Wie groß ist die ursprüngliche Spannung, wenn ein linearer Zusammenhang zwischen Strom und Spannung besteht?

Aufgabe 1.5 Geben Sie die drei Knotengleichungen für den Netzauschnitt in Abbildung 2 mit den Zweipolen R 3 , R 4 und R 6 an!

R6

I5

I7 I8

I6 R4

R3

I4 I1

I2

I3 Abbildung 2: Netzausschnitt.

2

Übungsblatt 1, 22. - 24. Oktober 2018, Größen und Einheiten, Grundlegende Begriffe, Grundgesetze Aufgabe 1.6 Stellen Sie die Umlaufgleichungen für die in Abbildung 3 gegebenen Maschen M1 , M2 und M3 auf. Achten Sie dabei auf die richtigen Vorzeichen!

U2

U1

U3

U4

Uq1

U5 M2

M1

U7

U8

Uq2

Uq3

U9

U6 M3

Abbildung 3: Maschennetzwerk.

3

Übungsblatt 1, 22. - 24. Oktober 2018, Größen und Einheiten, Grundlegende Begriffe, Grundgesetze Hausübung 1 a) Welche Ladung Q wird durch den Strom I im Netzausschnitt in Abbildung 4 innerhalb von 2 s abtransportiert? Ermitteln Sie zuerst I . Geben Sie das Ergebnis in SI-Basiseinheiten an. (2 Punkte) Hinweis: Verwenden Sie das erste kirchhoffsche Gesetz.

3I

2Ω

-5A

7Ω 5Ω

16Ω 2Ω

5V I

3A Abbildung 4: Netzausschnitt.

b) Welche unabhängigen Umlaufgleichungen gelten für das Netzwerk in Abbildung 5? Ordnen Sie Ihre Summanden nach ansteigendem Index (bspw. −U3 + U7 − U9 = 0 V). (3 Punkte, je 1 Punkt pro Umlaufgleichung) Hinweis: Verwenden Sie das zweite kirchhoffsche Gesetz.

U1

U2

U3 U4

U5

U6

U7

Abbildung 5: Netzwerk.

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