Studiengang Software Engineering

Digitale Signale 1

Übungsaufgaben Analog-Elektronik U01a Ohmsches Gesetz 1.)

An einer Spannung von U = 60 V liegt ein Widerstand von R = 3000 Ω. Welcher Strom I fließt in dem Widerstand? 2.)

Ein regelbarer Widerstand liegt an einer Gleichspannung von U = 20 V und soll von 10 bis 100 Ω linear verändert werden. Tragen Sie den Strom I in Abhängigkeit vom Widerstand R in ein Diagramm ein. 3.)

Berechnen Sie den Gesamtwiderstand einer Reihenschaltung mit folgenden Einzelwiderständen: R1 = 1 kΩ, R2 = 2 MΩ, R3 = 1500 Ω, R4 = 117,5 kΩ 4.)

An einer Gesamtspannung von 60 V liegen in Reihenschaltung die Widerstände: R1 = 15 Ω, R2 = 18 Ω, R3 = 25 Ω, R4 = 32 Ω

a) Fertigen Sie eine Schaltskizze an

b) Berechnen Sie alle Ströme und Spannungen in der Schaltung

c) Berechnen Sie den Ersatzwiderstand

d) Überprüfen Sie Ihre Ergebnisse mit dem Simulations-Programm LTSpice. 5.)

An einer Gesamtspannung von 60 V liegen in Parallelschaltung die Widerstände: R1 = 15 Ω, R2 = 18 Ω, R3 = 25 Ω, R4 = 32 Ω

a) Fertigen Sie eine Schaltskizze an

b) Berechnen Sie alle Ströme und Spannungen in der Schaltung

c) Berechnen Sie den Ersatzwiderstand

d) Überprüfen Sie Ihre Ergebnisse mit dem Simulations-Programm LTSpice.

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6.)

Gegeben ist folgende Schaltung.

a) Berechnen Sie alle Ströme und Spannungen für die dargestellte Schaltung und tragen Sie diese mit den entsprechenden Pfeilen in die Schaltung ein.

b) Überprüfen Sie Ihre Ergebnisse mit dem Simulations-Programm LTSpice. 7.)

Berechnen Sie den Gesamtwiderstand zwischen den Punkten A und B.

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Lösungen: Übungsaufgaben Analog-Elektronik U01a Ohmsches Gesetz 1.)

An einer Spannung von U = 60 V liegt ein Widerstand von R = 3000 Ω. Welcher Strom I fließt in dem Widerstand?

RUIIRU =⇒⋅=Es gilt:

AV

RUI 02,0

300060

=Ω

== 2.)

Ein regelbarer Widerstand liegt an einer Gleichspannung von U = 20 V und soll von 10 bis 100 Ω linear verändert werden. Tragen Sie den Strom I in Abhängigkeit vom Widerstand R in ein Diagramm ein.

RUIIRU =⇒⋅=Es gilt:

R [Ω] 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 I [A] 2 1 0,66 0,5 0,4 0,33 0,29 0,25 0,22 0,2

0

0,5

1

1,5

2

2,5

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

R [Ω]

I [A]

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3.)

Berechnen Sie den Gesamtwiderstand einer Reihenschaltung mit folgenden Einzelwiderständen: R1 = 1 kΩ, R2 = 2 MΩ, R3 = 1500 Ω, R4 = 117,5 kΩ R3 R4R2R1

Ω=Ω=Ω+Ω+Ω+Ω=+++= MkkkkkRRRRRges 12,221205,1175,1200014321

4.)

An einer Gesamtspannung von 60 V liegen in Reihenschaltung die Widerstände: R1 = 15 Ω, R2 = 18 Ω, R3 = 25 Ω, R4 = 32 Ω

a) Fertigen Sie eine Schaltskizze an

R1 R2 R4R3

Iges

U _

Uges

+ UR1 UR2 UR3 UR4

b) Berechnen Sie alle Ströme und Spannungen in der Schaltung

Ω=Ω+Ω+Ω+Ω=+++= 90322518154321 RRRRRges

AVRU

Iges

gesges 66,0

9060

=Ω

== VAIRU gesR 1066,01511 =⋅Ω=⋅= VAIRU gesR 1266,01822 =⋅Ω=⋅= VAIRU gesR 66,1666,02533 =⋅Ω=⋅=

VAIRU gesR 33,2166,03244 =⋅Ω=⋅=

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c) Berechnen Sie den Ersatzwiderstand siehe b) Ω=Ω+Ω+Ω+Ω=+++= 90322518154321 RRRRRges

d) Überprüfen Sie Ihre Ergebnisse mit dem Simulations-Programm LTSpice. 5.)

An einer Gesamtspannung von 60 V liegen in Parallelschaltung die Widerstände: R1 = 15 Ω, R2 = 18 Ω, R3 = 25 Ω, R4 = 32 Ω

a) Fertigen Sie eine Schaltskizze an

Iges

IR1

Uges

+

_

U R1

IR4IR3IR2

R4R3R2

b) Berechnen Sie alle Ströme und Spannungen in der Schaltung

AΩV

RU

I gesR 4

1560

11 ===

AΩV

RU

I gesR 33,3

1860

22 ===

AΩV

RU

I gesR 4,2

2560

33 ===

AΩV

RU

I gesR 875,1

3260

44 ===

AAAAAIIIIIges 61,11875,14,233,344321 =+++=+++=

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c) Berechnen Sie den Ersatzwiderstand

Ω,

ΩΩΩΩRRRR

Rges 175

321

251

181

151

11111

1

4321

=+++

=+++

=

d) Überprüfen Sie Ihre Ergebnisse mit dem Simulations-Programm LTSpice. 6.)

Gegeben ist folgende Schaltung.

a) Berechnen Sie alle Ströme und Spannungen für die dargestellte Schaltung und tragen Sie diese mit den entsprechenden Pfeilen in die Schaltung ein.

b) Überprüfen Sie Ihre Ergebnisse mit dem Simulations-Programm LTSpice.

Uges

IR3

UR2

UR1

UR4

UR3

IR4 IR1

IR2

Iges Ω=

Ω+

Ω

=+

= 80

4001

1001

111

1

41

4/1

RR

R Ω=Ω+Ω=+= 2802008024/14/2/1 RRR

mA,ΩV

RU

II//

ges//RR 71435

28010

4214212 ≈===

VmAIRU RR 143,7714,35200222 ≈⋅Ω=⋅=

VVVUUUU RgesRR 857,2143,710241 =−=−==

mA,ΩV

RUI R

R 5728100857,2

1

11 ===

mA

ΩV

RUI R

R 143,7400857,2

4

44 ≈==

VUU gesR 103 ==

mA,ΩV

RUI R

R 3333330010

3

33 ≈==

mAmAmA,IRIRIges 047,69333,337143532 =+=+=

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7.)

Berechnen Sie den Gesamtwiderstand zwischen den Punkten A und B.

Ω=Ω+Ω=+= 1260778482212/1 RRR

Ω=

Ω+

Ω

=+

= 450

7001

12601

111

1

32/1

3...1

RR

R

Ω=Ω+Ω=+= 4621245043...14...1 RRR

Ω=Ω+Ω=+= 1023765989/8 RRR

Ω=

Ω+

Ω

=+

= 34

1021

511

111

1

9/87

9...7

RR

R

Ω=Ω+Ω=+= 10234689...769...6 RRR

Ω=

Ω+

Ω

=+

= 68

1021

2041

111

1

9...65

9...5

RR

R

Ω=Ω+Ω=+= 530684629...54...19...1 RRR

Ω=Ω+Ω=+== 60070530109...110...1 RRRR ges