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Lösungsweg: AD109

Frage: In welchem Bereich liegt der Eingangswiderstand der folgenden Schaltung, wenn $R$ alle Werte von 0 Ohm bis 1 kOhm annehmen kann?
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Ein Schaltplan mit drei rechteckigen Widerständen, von denen zwei mit
Lösung: 267 bis 292 Ohm

Gesucht ist der Bereich des Eingangswiderstands der Schaltung. Der linke Widerstand mit $\qty{200}{\ohm}$ liegt immer in Reihe zur restlichen Schaltung.

Nach diesem Widerstand teilt sich die Schaltung in zwei parallele Zweige auf:

  • ein Zweig mit $\qty{100}{\ohm}$
  • ein Zweig mit $\qty{200}{\ohm} + R$

Zunächst betrachten wir den kleinsten Wert. Dazu setzen wir:

$$ R = \qty{0}{\ohm} $$

Dann liegt $\qty{100}{\ohm}$ parallel zu $\qty{200}{\ohm}$:

$$ R_\mathrm{par} = \frac{\qty{100}{\ohm} \cdot \qty{200}{\ohm}}{\qty{100}{\ohm} + \qty{200}{\ohm}} \approx \qty{67}{\ohm} $$

Mit dem vorgeschalteten Widerstand ergibt sich:

$$ R_\mathrm{min} = \qty{200}{\ohm} + \qty{67}{\ohm} = \qty{267}{\ohm} $$

Nun betrachten wir den größten Wert. Dazu setzen wir:

$$ R = \qty{1}{\kilo\ohm} $$

Dann liegt $\qty{100}{\ohm}$ parallel zu $\qty{200}{\ohm} + \qty{1}{\kilo\ohm}$, also parallel zu $\qty{1200}{\ohm}$:

$$ R_\mathrm{par} = \frac{\qty{100}{\ohm} \cdot \qty{1200}{\ohm}}{\qty{100}{\ohm} + \qty{1200}{\ohm}} \approx \qty{92}{\ohm} $$

Mit dem vorgeschalteten Widerstand ergibt sich:

$$ R_\mathrm{max} = \qty{200}{\ohm} + \qty{92}{\ohm} = \qty{292}{\ohm} $$

Der Eingangswiderstand liegt also im Bereich von etwa $\qtyrange{267}{292}{\ohm}$.

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