Grundlagen Elektrotechnik 2 (GET2)7 ErsatzquellenProf. Dr. Jörg Vollrath06 Komplexe lineare Zweipole |
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0:0:0 Evaluierung 0:0:0 Differenzverstärker 0:2:0 Eingangs und Ausgangswiderstand |
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\( \underline{U}_q = \underline{I}_q \cdot \underline{Z}_i \) | \( \underline{I}_q = \frac{\underline{U}_q}{\underline{Z}_i} \) |
ErsatzQuelle02.asc Achtung Richtungen Stromrichtung Quellen Verbraucher Einschwingvorgang |
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Geben Sie die Ersatzquellen (Strom, Spannung) zu folgender Schaltung an:
\( \underline{U}_q = 10 V \underline{/ 0°}; \) \( \underline{Z}_1 = 100 \Omega + j 20 \Omega; \) \( \underline{Z}_2 = 50 \Omega - j 40 \Omega; \)
\( \underline{Z}_E = \underline{Z}_1 || \underline{Z}_2
= \frac{1}{\frac{1}{\underline{Z}_1} + \frac{1}{\underline{Z}_2}}\)
\( \underline{Z}_E = \frac{\underline{Z}_1 \cdot \underline{Z}_2}{\underline{Z}_1 + \underline{Z}_2} \) \( \underline{Z}_1 = \sqrt{100 \Omega \cdot 100 \Omega + 20 \Omega \cdot 20 \Omega } \underline{/ arctan\frac{20 \Omega}{100 \Omega}} = 102 \Omega \underline{/11.3°} \) \( \underline{Z}_2 = \sqrt{50 \Omega \cdot 50 \Omega + 40 \Omega \cdot 40 \Omega } \underline{/ arctan\frac{-40 \Omega}{50 \Omega}} = 64 \Omega \underline{/-38.7°} \) \( \underline{Z}_E = \frac{6530 \Omega \underline{/-27.3°}}{150 \Omega - j 20 \Omega} = \frac{6530 \Omega \underline{/-27.3°}}{151 \Omega \underline{/-7.6°}} = 43.2 \Omega \underline{/-19.7°} = 40.6 \Omega - j 14.6 \Omega \) \( \underline{U}_E = \frac{\underline{Z}_2}{\underline{Z}_1 + \underline{Z}_2} \underline{U}_q = \frac{64 \Omega \underline{/-38.7°}}{151 \Omega \underline{/-7.6°}} \underline{U}_q = 10 V \underline{/ 0°} = 4.23 V \underline{/-31°}\) \( \underline{I}_K = \frac{\underline{U}_q}{\underline{Z}_1} = 98 mA \underline{/-11.3°}\) |
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Eine ideale Sinusspannungsquelle mit der Quellenspannung
\( \underline{U}_1 = 5 V \underline{/ 0°}; \) wird mit einem Widerstand
R1 = 20 Ohm und einer Kapazität C1 = 500 nF beschaltet. Berechnen und zeichnen Sie die äquivalente Spannungsquelle und äquivalente Stromquelle bei 40 kHz.
\( \underline{U}_L = \underline{I} \cdot \underline{Z}_{C1}
= \underline{I} \frac{1}{j \omega C_1}
= \underline{U}_1 \frac{1}{R_1 + \frac{}{j \omega C_1}} \frac{1}{j \omega C_1}
= \underline{U}_1 \frac{1}{1 + j \omega C_1 R_1} \)
\( \underline{I} = \frac{\underline{U}}{\underline{Z}} \) \( \underline{U}_L = \underline{U}_1 \frac{\frac{1}{j \omega C_1}}{R_1 + \frac{1}{j \omega C_1}} \) \( j \omega C_1 R_1 = j 2.5 = 2.5 \underline{/90°} \) \( 1 + j \omega C_1 R_1 = 1 + j 2.5 = \sqrt{1^2 + 2.5^2} \underline{/arctan\frac{2.5}{1}} = 2.7 \underline{/68°}\) \( \underline{U}_L = \frac{\underline{U}_1}{ 1 + j \omega C_1 R_1} = \frac{5 V}{2.7} \underline{/0°-68°} = 1.85 V \underline{/-68°} \) \( \underline{I}_K = \frac{\underline{U}_1}{R_1} = \frac{5 V}{20 \Omega} \underline{/0°} \) \( \underline{Z}_i = \frac{1}{\frac{1}{R_1} + j \omega C_1} \frac{R_1}{R_1} = \frac{R_1}{1 + j \omega C_1 R_1} = \frac{20 \Omega}{2.7 \underline{/68°}} = 7.4 \Omega \underline{/-68°} \) |
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