Strom- und Spannungsversorgung

Navigationshilfe

Diese Navigationshilfe zeigt die ersten Schritte zur Verwendung der Präsention. Sie kann mit ⟶ (Pfeiltaste rechts) übersprungen werden.

Navigation

Zwischen den Folien und Abschnitten kann man mittels der Pfeiltasten hin- und herspringen, dazu kann man auch die Pfeiltasten am Computer nutzen.

Navigationspfeile für die Präsentation

Weitere Funktionen

Mit ein paar Tastenkürzeln können weitere Funktionen aufgerufen werden. Die wichtigsten sind:

F1
Help / Hilfe
o
Overview / Übersicht aller Folien
s
Speaker View / Referentenansicht
f
Full Screen / Vollbildmodus
b
Break, Black, Pause / Ausblenden der Präsentation
Alt-Click
In die Folie hin- oder herauszoomen

Übersicht

Die Präsentation ist zweidimensional aufgebaut. Dadurch sind in Spalten die einzelnen Abschnitte eines Kapitels und in den Reihen die Folien zu den Abschnitten.

Tippt man ein „o“ ein, bekommt man eine Übersicht über alle Folien des jeweiligen Kapitels. Das hilft sich zunächst einen Überblick zu verschaffen oder sich zu orientieren, wenn man das Gefühlt hat sich „verlaufen“ zu haben. Die Navigation erfolgt über die Pfeiltasten.

Referentenansicht

Referentenansicht

Tippt man ein „s“ ein, bekommt man ein neues Fenster, die Referentenansicht.

Indem man „Layout“ auswählt, kann man zwischen verschieden Anordnungen der Elemente auswählen.

Praxistipps zur Referentenansicht

  • Wenn man mit einem Projektor arbeitet, stellt man im Betriebssystem die Nutzung von 2 Monitoren ein: Die Referentenansicht wird dann zum Beispiel auf dem Laptop angezeigt, während die Teilnehmer die Präsentation angezeigt bekommen.
  • Bei einer Online-Präsentation, wie beispielsweise auf TREFF.darc.de präsentiert man den Browser-Tab und navigiert im „Speaker View“ Fenster.
  • Die Referentenansicht bezieht sich immer auf ein Kapitel. Am Ende des Kapitels muss sie geschlossen werden, um im neuen Kapitel eine neue Referentenansicht zu öffnen.
  • Um mit dem Mauszeiger etwas zu markieren oder den Zoom zu verwenden, muss mit der Maus auf den Bildschirm mit der Präsentation gewechselt werden.

Vollbild

Tippt man ein „f“ ein, wird die aktuelle Folie im Vollbild angezeigt. Mit „Esc“ kann man diesen wieder verlassen.

Das ist insbesondere für den Bildschirm mit der Präsentation für das Publikum praktisch.

Ausblenden

Tippt man ein „b“ ein, wird die Präsentation ausgeblendet.

Sie kann wie folgte wieder eingeblendet werden:

  • Durch klicken in das Fenster.
  • Durch nochmaliges Drücken von „b“.
  • Durch klicken der Schaltfläche „Resume presentation:
Schaltfläche für Resume Presentation

Zoom

Bei gedrückter Alt-Taste und einem Mausklick in der Präsentation wird in diesen Teil hineingezoomt. Das ist praktisch, um Details von Schaltungen hervorzuheben. Durh einen nochmaligen Mausklick zusammen mit Alt wird wieder herausgezoomt.

Das Zoomen funktioniert nur im ausgewählten Fenster. Die Referentenansicht ist hier nicht mit dem Präsenationsansicht gesynct.

Stromquellen

Innenwiderstand

AB201: Welche Eigenschaften sollten Strom- und Spannungsquellen nach Möglichkeit aufweisen?

A: Stromquellen sollten einen möglichst hohen Innenwiderstand und Spannungsquellen einen möglichst niedrigen Innenwiderstand haben.

B: Strom- und Spannungsquellen sollten einen möglichst niedrigen Innenwiderstand haben.

C: Stromquellen sollten einen möglichst niedrigen Innenwiderstand und Spannungsquellen einen möglichst hohen Innenwiderstand haben.

D: Strom- und Spannungsquellen sollten einen möglichst hohen Innenwiderstand haben.

AG401: Welche Lastimpedanz ist für eine Leistungsanpassung erforderlich, wenn die Signalquelle eine Ausgangsimpedanz von 50 Ω hat?

A: 50 Ω

B: 1/50 Ω

C: 200 Ω

D: 100 Ω

AB202: In welchem Zusammenhang müssen der Innenwiderstand $R_\textrm{i}$ einer Strom- oder Spannungsquelle und ein direkt daran angeschlossener Lastwiderstand $R_\textrm{L}$ stehen, damit Leistungsanpassung vorliegt?

A: $R_\textrm{L} = \dfrac{1}{R_\textrm{i}}$

B: $R_\textrm{L} = R_\textrm{i}$

C: $R_\textrm{L} \ll R_\textrm{i}$

D: $R_\textrm{L} \gg R_\textrm{i}$

AB203: In welchem Zusammenhang müssen der Innenwiderstand $R_{\textrm{i}}$ einer Spannungsquelle und ein direkt daran angeschlossener Lastwiderstand $R_{\textrm{L}}$ stehen, damit Spannungsanpassung vorliegt?

A: $R_{\textrm{L}} = R_{\textrm{i}}$

B: $R_{\textrm{L}} = \frac{1}{R_{\textrm{i}}}$

C: $R_{\textrm{L}} \gg R_{\textrm{i}}$

D: $R_{\textrm{L}} \ll R_{\textrm{i}}$

AB204: In welchem Zusammenhang müssen der Innenwiderstand $R_\textrm{i}$ einer Stromquelle und ein direkt daran angeschlossener Lastwiderstand $R_\textrm{L}$ stehen, damit Stromanpassung vorliegt?

A: $R_{\textrm{L}} \gg R_{\textrm{i}}$

B: $R_{\textrm{L}} \ll R_{\textrm{i}}$

C: $R_{\textrm{L}} = R_{\textrm{i}}$

D: $R_{\textrm{L}} = \dfrac{1}{R_{\textrm{i}}}$

AB207: Die Leerlaufspannung einer Gleichspannungsquelle beträgt 13,5 V. Wenn die Spannungsquelle einen Strom von 2 A abgibt, sinkt die Klemmenspannung auf 13 V. Wie groß ist der Innenwiderstand der Spannungsquelle?

A: 6,75 Ω

B: 1 Ω

C: 0,25 Ω

D: 4 Ω

Lösungsweg

  • gegeben: $U_0 = 13,5V$
  • gegeben: $U_{Kl} = 13V$
  • gegeben: $I = 2A$
  • gesucht: $R_i$

$R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{13,5V-13V}{2A} = 0,25Ω$

AB208: Die Leerlaufspannung einer Gleichspannungsquelle beträgt 13,8 V. Wenn die Spannungsquelle einen Strom von 20 A abgibt, bleibt die Klemmenspannung auf 13,6 V. Wie groß ist der Innenwiderstand der Spannungsquelle?

A: 20 m$\Omega$

B: 0,2 Ω

C: 10 m$\Omega$

D: 0,1 Ω

Lösungsweg

  • gegeben: $U_0 = 13,8V$
  • gegeben: $U_{Kl} = 13,6V$
  • gegeben: $I = 20A$
  • gesucht: $R_i$

$R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{13,8V-13,6V}{20A} = 10mΩ$

AB206: Die Leerlaufspannung einer Gleichspannungsquelle beträgt 13,5 V. Wenn die Spannungsquelle einen Strom von 0,9 A abgibt, sinkt die Klemmenspannung auf 12,4 V. Wie groß ist der Innenwiderstand der Spannungsquelle?

A: 15,0 Ω

B: 1,22 Ω

C: 0,99 Ω

D: 0,82 Ω

Lösungsweg

  • gegeben: $U_0 = 13,5V$
  • gegeben: $U_{Kl} = 12,4V$
  • gegeben: $I = 0,9A$
  • gesucht: $R_i$

$R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{13,5V-12,4V}{0,9A} = 1,22Ω$

AB205: Die Leerlaufspannung einer Spannungsquelle beträgt 5,0 V. Schließt man einen Belastungswiderstand mit 1,2 Ω an, so geht die Klemmenspannung der Spannungsquelle auf 4,8 V zurück. Wie hoch ist der Innenwiderstand der Spannungsquelle?

A: 0,25 Ω

B: 0,05 Ω

C: 0,17 Ω

D: 8,2 Ω

Lösungsweg

  • gegeben: $U_0 = 5,0V$
  • gegeben: $U_{Kl} = 4,8V$
  • gegeben: $R_L = 1,2Ω$
  • gesucht: $R_i$

$I = \frac{U_{Kl}}{R_L} = \frac{4,8V}{1,2Ω} = 4A$

$R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{5,0V-4,8V}{4A} = 0,05Ω$

Akkus

AB209: Folgende Schaltung eines Akkus besteht aus Zellen von je 2 V. Jede Zelle kann 10 Ah Ladung liefern. Welche Daten hat der Akku?

A: 12 V/10 Ah

B: 2 V/10 Ah

C: 12 V/60 Ah

D: 2 V/60 Ah

Lösungsweg

  • gegeben: $U = 2V$
  • gegeben: $Q = 10Ah$
  • gegeben: $N = 6$
  • gesucht: $U_{ges}, Q_{ges}$

$U_{ges} = N \cdot U = 6 \cdot 2V = 12V$

$Q_{ges} = Q =10Ah$

AB210: Auf dem Akku-Pack eines Handfunksprechgerätes stehen folgende Angaben: 7,4 V – 2200 mAh – 16,28 Wh. Welcher Begriff ist für die Angabe 2200 mAh zutreffend.

A: Nennkapazität

B: Nennleistung

C: maximaler Entladestrom pro Stunde

D: maximaler Ladestrom pro Stunde

AB211: Wie lange könnte man idealerweise mit einem voll geladenen Akku mit 60 Ah einen Amateurfunkempfänger betreiben, bis dieser auf 10 % seiner Kapazität entladen ist und einen Strom von 0,8 A aufnimmt?

A: 67 Stunden und 30 Minuten

B: 48 Stunden und 0 Minuten

C: 43 Stunden und 12 Minuten

D: 74 Stunden und 60 Minuten

Lösungsweg

  • gegeben: $Q_{max} = 60Ah$
  • gegeben: $Q_{10\%} = 0,1 \cdot Q_{max} = 6Ah$
  • gegeben: $I = 0,8A$
  • gesucht: $t$

$Q = I \cdot t \Rightarrow t = \frac{Q}{I} = \frac{Q_{max} – Q_{10\%}}{I} = \frac{54Ah}{0,8A} = 67,5h$

AB501: Ein 12 V Akku hat eine Kapazität von 5 Ah. Welcher speicherbaren Energie entspricht das?

A: 5,0 Wh

B: 12,0 Wh

C: 2,4 Wh

D: 60,0 Wh

Lösungsweg

  • gegeben: $U = 12V$
  • gegeben: $Q = 5Ah$
  • gesucht: $W$

$W = P \cdot t = U \cdot I \cdot t = U \cdot Q = 12V \cdot 5Ah = 60,0Wh$

Photovoltaik

AB212: Was ist die primäre Aufgabe einer Solarzelle?

A: Die Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie.

B: Die Umwandlung von thermischer Energie in Strahlungsenergie.

C: Die Umwandlung von elektrischer Energie in Strahlungsenergie.

D: Die Umwandlung von Strahlungsenergie in thermische Energie.

AD301: Ein Photovoltaikmodul besteht aus vier parallel geschalteten Reihen von je 30 Solarzellen mit je Zelle 0,6 V Leerlaufspannung und 1 A Kurzschlussstrom. Welche Leerlaufspannung und welchen Kurzschlussstrom liefert das Modul?

A: Leerlaufspannung: 2,4 V, Kurzschlussstrom: 30 A

B: Leerlaufspannung: 18 V, Kurzschlussstrom: 30 A

C: Leerlaufspannung: 18 V, Kurzschlussstrom: 4 A

D: Leerlaufspannung: 2,4 V, Kurzschlussstrom: 4 A

Lösungweg

  • gegeben: $U_0 = 0,6V$
  • gegeben: $I_k = 1A$
  • gegeben: $N_R = 30, N_P = 4$
  • gesucht: $U_{0,ges}, I_{k,ges}$

$U_{0,ges} = N_R \cdot U_0 = 30 \cdot 0,6V = 18V$

$I_{0,ges} = N_P \cdot I_k = 4 \cdot 1A = 4A$

Spannungswandler

Gleichrichter II

AD302: Berechnen Sie für diese Schaltung die Leerlaufspannung an den Klemmen A – B.

A: Zirka 30 V

B: Zirka 42 V

C: Zirka 21 V

D: Zirka 15 V

Lösungsweg

  • gegeben: $U_{eff} = 15V$
  • gesucht: $\hat{U}$

$\hat{U} = U_{eff} \cdot \sqrt{2} = 15V \cdot 1,41 = 21,21V$

AD303: Welche Spannungsfestigkeit des Kondensators sollte mindestens gewählt werden, wenn das Transformationsverhältnis 20:1 beträgt und ein Sicherheitsaufschlag auf die Spannungsfestigkeit von 50 % berücksichtigt werden soll?

A: 35 V

B: 25 V

C: 16 V

D: 10 V

Lösungsweg

  • gegeben: $U_P = 230V$
  • gegeben: $\"{u} = 20:1$
  • gesucht: $\hat{U} + 50\%$

$ü = \frac{U_P}{U_S} \Rightarrow U_S = \frac{U_P}{ü} = \frac{230V}{20} = 11,5V$

$\hat{U} = U_S \cdot \sqrt{2} = 11,5V \cdot 1,41 \approx 16,26V$

$\hat{U} + 50\% \approx 25V$

AD304: Bei einem Transformationsverhältnis von 5:1 sollte die Spannungsfestigkeit der Diode (max. Spannung plus 20 % Sicherheitsaufschlag) in dieser Schaltung nicht weniger als ...

A: 78 V betragen.

B: 130 V betragen.

C: 90 V betragen.

D: 156 V betragen.

Lösungsweg

  • gegeben: $U_P = 230V$
  • gegeben: $\"{u} = 5:1$
  • gesucht: $U_{SS} + 20\%$

$ü = \frac{U_P}{U_S} \Rightarrow U_S = \frac{U_P}{ü} = \frac{230V}{5} = 46V$

$\hat{U} = U_S \cdot \sqrt{2} = 46V \cdot 1,41 \approx 65,05V$

$U_{SS} + 20\% = 2 \cdot \hat{U} + 20\% \approx 156V$

Brückengleichrichter

AD305: Welche der folgenden Auswahlantworten enthält die richtige Diodenanordnung und Polarität eines Brückengleichrichters?
A:
B:
C:
D:
AD306: Wie groß ist die Spannung am Siebkondensator $C_{\textrm{S}}$ im Leerlauf, wenn die Netzwechselspannung von 230 V anliegt und das Windungsverhältnis 8:1 beträgt?

A: etwa 40 V

B: etwa 20 V

C: etwa 58 V

D: etwa 29 V

Lösungsweg

  • gegeben: $U_P = 230V$
  • gegeben: $\"{u} = 8:1$
  • gegeben: $U_D = 0,6V$
  • gesucht: $\hat{U}$

$ü = \frac{U_P}{U_S} \Rightarrow U_S = \frac{U_P}{ü} = \frac{230V}{8} = 28,75V$

Im Leerlauf kann die Diodenspannung vernachlässigt werden.

$\hat{U} = U_S \cdot \sqrt{2} = 28,75V \cdot 1,41 \approx 40V$

Vollweggleichrichter

AD307: Welche Gleichrichterschaltung erzeugt eine Vollweg-Gleichrichtung mit der angezeigten Polarität?
A:
B:
C:
D:
AD308: Welche Form hat die Ausgangsspannung der dargestellten Schaltung?
A:
B:
C:
D:
AD310: Welche Grundfrequenz hat die Ausgangsspannung eines Vollweggleichrichters, der an eine 50 Hz-Versorgung angeschlossen ist?

A: 50 Hz

B: 200 Hz

C: 25 Hz

D: 100 Hz

Restwelligkeit

AD309: Im folgenden Bild ist die Spannung am Ausgang einer Stromversorgung dargestellt. Die Restwelligkeit und die Brummfrequenz betragen ...

A: 13,5 V ±1,5 V; 100 Hz

B: 13,5 V ±1,5 V; 50 Hz

C: 3 V; 100 Hz

D: 3 V; 50 Hz

Schaltnetzteil II

AD311: Welche Funktion übernimmt der elektronische Schalter (Block E) des Schaltnetzteils?

A: Impulsbreitenmodulator

B: Überspannungsableiter

C: Gleichrichter

D: Puls-Gleichrichter

AD312: Was ist der Hauptnachteil des dargestellten Schaltnetzteils?

A: Der Brückengleichrichter erzeugt eine Spannung mit Restwelligkeit.

B: Der Transformator bewirkt hohe Verluste

C: Der elektronische Schalter in Block E erzeugt ein unerwünschtes Signalspektrum.

D: Die Diode am Ausgang muss hohe Frequenzen gleichrichten.

AD313: In einem Amateurfunkempfänger werden etwa alle 120 kHz unerwünschte Signale festgestellt. Dies ist wahrscheinlich zurückzuführen auf ...

A: unerwünschte Abstrahlungen eines Schaltnetzteils.

B: unerwünschte Abstrahlungen eines linearen Netzteils.

C: einen schlecht entstörten Bürstenmotor.

D: eine Amateurfunkstelle mit unzureichender Anpassung der Antenne.

AD314: Welche der dargestellten Schaltungen könnte in den Netzeingang eines Schaltnetzteils eingebaut werden, um eine Verbreitung von Störungen in das Stromversorgungsnetz zu verringern?
A:
B:
C:
D:

Spannungsstabilisierung

AD315: Wenn man folgendes Signal an den Eingang der gezeigten Schaltung anlegt, beträgt die Ausgangsspannung zwischen A und B ungefähr ...

A: 5,6 V.

B: 6,2 V.

C: 5 V.

D: 11,2 V.

AD316: Welche Beziehung muss zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung der folgenden Schaltung bestehen, damit der Linearspannungsregler IC1 eine stabilisierte Ausgangsspannung erzeugt?

A: Die Eingangsspannung muss größer als die gewünschte Ausgangsspannung sein.

B: Die Eingangsspannung muss kleiner als die gewünschte Ausgangsspannung sein.

C: Die Eingangsspannung muss gleich der gewünschten Ausgangsspannung sein

D: Die Eingangsspannung muss mindestens doppelt so groß wie die gewünschte Ausgangsspannung sein.

AD317: Bei dieser Schaltung mit einem 12 V-Festspannungsregler schwankt die Eingangsspannung zwischen 15 V und 18 V. Wie groß ist die Spannungsschwankung am Ausgang?

A: Die Spannungsschwankung beträgt nahezu null Volt.

B: Die Spannungsschwankung liegt zwischen 0,7 V und 3 V.

C: Die Spannungsschwankung beträgt ca. 3 V.

D: Die Spannungsschwankung beträgt ca. 0,7 V.

AD319: Ein linearer Spannungsregler stabilisiert eine Eingangsspannung von 13,8 V auf eine Ausgangsspannung von 9 V. Es fließt ein Ausgangsstrom von 900 mA. Wie groß ist die Verlustleistung im Spannungsregler?

A: 1,53 W

B: 4,32 W

C: 8,10 W

D: 12,42 W

Lösungsweg

  • gegeben: $U_{zu} = 13,8V$
  • gegeben: $U_{ab} = 9V$
  • gegeben: $I = 900mA$
  • gesucht: $P_V$

$U_{IC1} = U_{zu} – U_{ab} = 13,8V – 9V = 4,8V$

$P_V = U_{IC1} \cdot I = 4,8V \cdot 900mA = 4,32W$

AD318: Wie groß ist die Verlustleistung im Linearspannungsregler IC1?

A: 5,0 W

B: 4,4 W

C: 2,5 W

D: 7,9 W

Lösungsweg

  • gegeben: $U_{zu} = 13,8V$
  • gegeben: $U_{ab} = 5V$
  • gegeben: $R_L = 10Ω$
  • gesucht: $P_V$

$I = \frac{U_{zu}}{R_L} = \frac{5V}{10Ω} = 500mA$

$U_{IC1} = U_{zu} – U_{ab} = 13,8V – 5V = 8,8V$

$P_V = U_{IC1} \cdot I = 8,8V \cdot 500mA = 4,4W$

AD320: Ein linearer Spannungsregler stabilisiert eine Eingangsspannung von 13,8 V auf eine Ausgangsspannung von 5 V. Es fließt ein Eingangsstrom von 455 mA und ein Ausgangsstrom von 450 mA. Wie groß ist der Wirkungsgrad?

A: 0,56

B: 0,36

C: 0,64

D: 0,99

Lösungsweg

  • gegeben: $U_{zu} = 13,8V$
  • gegeben: $U_{ab} = 5V$
  • gegeben: $I_{zu} = 455mA$
  • gegeben: $I_{ab} = 450mA$
  • gesucht: $\eta$

$\eta = \frac{P_{ab}}{P_{zu}} = \frac{U_{ab} \cdot I_{ab}}{U_{zu} \cdot I_{zu}} = \frac{5V \cdot 450mA}{13,8V \cdot 455mA} \approx 0,36$

AD321: Wie groß ist der Wirkungsgrad $\left(\eta = \dfrac{P_{\textrm{L}}}{P_{\textrm{IN}}}\right)$ der dargestellten Spannungsstabilisierung, wenn durch den Lastwiderstand $R_{\textrm{L}}$ = 470 Ω ein Strom von $I_{\textrm{L}}$ = 10 mA und durch die Z-Diode ein Strom $I_{\textrm{Z}}$ = 15 mA fließt.

A: 0,17

B: 0,34

C: 0,14

D: 0,21

Lösungsweg

  • gegeben: $R_L = 470Ω$
  • gegeben: $I_L = 10mA$
  • gegeben: $I_Z = 15mA$
  • gegeben: $U_{IN} = 13,8V$
  • gesucht: $\eta = \frac{P_L}{P_{IN}}$

$P_L = I_L^2 \cdot R_L = (10mA)^2 \cdot 470Ω = 47mW$

$P_{IN} = U_{IN} \cdot I_{IN} = U_{IN} \cdot (I_Z + I_L) = 13,8V \cdot (15mA + 10mA) = 345mW$

$\eta = \frac{P_L}{P_{IN}} = \frac{47mW}{345mW} \approx 0,14$

Fernspeiseweiche

AD322: Zu welchem Zweck wird ein Bias-T (Fernspeiseweiche) eingesetzt?

A: Zur Verteilung eines HF-Signals auf zwei Ausgänge.

B: Zur Verteilung der Gleichspannung auf zwei unterschiedliche Geräte.

C: Zur Übertragung von zwei unterschiedlichen Gleichspannungen über eine gemeinsame Leitung.

D: Zur Gleichspannungsversorgung und HF-Signalübertragung über eine gemeinsame Leitung.

AD323: Was stellt die folgende Schaltung dar?

A: Bandsperre

B: PI-Filter

C: Netzfilter

D: Bias-T

AD324: Zu welchem Zweck dient $C_1$ in dem dargestellten Bias-T?

A: Zur HF-Trennung von RX und LNA.

B: Zur Trennung der Gleichspannung vom Empfängereingang.

C: Zur Siebung der Gleichspannung.

D: Zur Verbesserung des Tiefpass-Verhaltens.

AD325: Was ist bei der Dimensionierung der Spule in dem dargestellten Bias-T zu beachten?

A: Temperaturkoeffizient

B: Strombelastbarkeit

C: Spannungsfestigkeit

D: Güte

Fragen?

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