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01_Damian EPS-A ET Modul 1 > Gleichstromlehre > Flashcards

Gleichstromlehre Flashcards

1
Q

2 Kirchhoffsche Gesetze

A
  • Knotenpunktsatz

- Maschensatz

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2
Q

Knotenpunktsatz

A

An jedem Knoten ist die Summe der zufliessenden Ströme gleich der Summe der abfliessenden Ströme.
—> die Summe aller Ströme in einem Knotenpunkt ist gleich Null

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3
Q

Maschensatz

A

Die Summe der erzeugten Spannungen ist gleich der Summe der Spannungsabfälle.
—> die Summe aller Spannungen in einer Masche ist jederzeit gleich Null

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4
Q

Vorgehensweise bei der Maschensatzberechnung

A
  • Spannungspeile über der Stromquelle und den Widerständen eintragen (von + zu -)
  • Zählrichtung der Masche/Schleife festlegen (willkürlich)
  • Maschengleichung Aufstellen
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5
Q

Verhältnis zwischen Spannungen und Widerständen in der Serieschaltung

A

Spannungen zu den Widerständen proportional

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6
Q

Verhältnis zwischen den Strömen und Widerständen in der Paralellschaltung

A

Ströme zu den Widerständen umgekehrt proportional

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7
Q

Was ist der Leitwert

A

Kehrwert vom Widerstand

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8
Q

Berechnungen Widerstand

A

Meist über den Leitwert rechnen

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9
Q

unbelasteter Spannungsteiler

A

Die Spannungen werden in U1 und U2 aufgeteilt. Die Spannung U2 verhält sich zur Gesamtspannung wie der Teilwiderstand R2 zum Gesamtwiderstand R1+R2

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10
Q

belasteter Spannungsteiler

A

Beim Ersatzbild des belasteten Spannungsteiler wird aus einer Serieschaltung eine gemischte Schaltung.

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11
Q

Brückenschaltung

A

zwei Spannungsteiler zu einander Parallel. zwischen den Seriewiderständen ein weiterer Widerstand (Brücke)

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12
Q

2 varianten von Brückenschaltungen

A

abgeglichen oder nicht abgeglichen
R1/R2 = R3/R4 oder U1/U2 = U3/U4 –> Es fliesst kein Strom durch den Brückenwiderstand R5 (UR5=0).
R1/R2 ≠ R3/R4 oder U1 /U2 ≠ U3/U4 –> Es fliesst ein Strom durch den Brückenwiderstand R5 (UR5≠0).

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13
Q

Lösung für nicht abgeglichene Brückenschaltungen

A

Stern- Dreieckumwandlung / Dreieck- Sternumwandlung

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14
Q

Leerlauf (unbelastete Spannungsquelle)

A

Die Klemmenspannung (U) ist gleich der Urspannung (U0), weil kein Strom fliesst, der einen Spannungsabfall über dem Innenwiderstand verursacht.

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15
Q

Kurzschluss (Spannungsquelle)

A

Die gesamte Urspannung (U0) fällt am Innenwiderstand ab. Es fliesst ein maximaler Strom, der durch den Innenwiderstand begrenzt wird.

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16
Q

Leistungsanpassung (Spannungsquelle)

A

Max. Leistung P Ra=Ri, Pa=Pi, η=0.5 Anwendungen: Solaranlagen, Lautsprecher, Mikrofon

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17
Q

Spannungsanpassung (Spannungsquelle)

A

Spannung U so hoch wie möglich Ra > Ri Anwendungen: Wenn Wirkungsgrad wichtig ist, Klemmenspannung nicht zu stark absinken darf. Je grösser der Aussenwiderstand, umso grösser die Klemmenspannung

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18
Q

Stromanpassung (Spannungsquelle)

A

Strom I so hoch wie möglich Ra < Ri

Anwendungen: elektrische Schweissanlagen. Je kleiner der Aussenwiderstand, umso kleiner die Klemmenspannung

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19
Q

Was ist bei der Serieschaltung von Spannungsquellen zu beachten

A

Es müssen gleiche Batterien mit gleicher Quellspannung und gleichem Innenwiderstand verwendet werden. Da durch alle Quellen der selbe Strom fliesst (abhängig von der Stärke der grössten Quelle) würde die kleineren überlastet.

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20
Q

Was passiert wenn eine Quelle mit vertauschter Polarität eingesetzt würde (Serieschaltung)

A

die Spannung wirkt subtraktiv.
Ein Akku würde die anderen aufladen
Ein Primärelement würde zerstört

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21
Q

Was muss bei der Parallelschaltung von Spannungsquellen beachtet werden

A

Immer gleiche Elemente verwenden.

  • ungleiche Urspannungen würden im unbelastetem Zustand bereits Ausgleichströme zur Folge haben.
  • ungleiche Innewiderstände hätten ungleiche Belastung der Quellen zur Folge
22
Q

Wann wird eine Parallelschaltung / Serieschaltung bei Spannungsquellen angewendet

A

Parallel: wird ein grösserer Strom benötigt werden die Quellen parallel geschalten –> kleinerer Innenwiderstand —> grösserer Strom
Serie: wird eine höhere Spannung benötigt werden die Zellen in Serie geschalten —> Serieschaltung U0= U01+U02…

23
Q

Wann wird eine gemischte Schaltung bei Spannungsquellen angewendet

A

Wird eine höhere Spannung sowie eine grössere Strombelastbarkeit benötigt. Zellen in Serie (grössere Spannung) zueinander Parallel (dadurch kleinerer Innenwiderstand)

24
Q

Für welchen Zweck wird eine gemischte Schaltung bei Spannungsquellen angewendet

A

z.B. Leistungsanpassungen (grösserer Strom + grössere Spannung = grösserer Leistung)

25
Q

Was ist ein Kaltleiter

A

PTC: positiver Temperaturkoeffizient,
je wärmer der Widerstand desto grösser wird er
Temperatur hoch = Widerstand hoch

26
Q

Was ist ein Heissleiter

A

NTC: negativer Temperaturkoeffizient
je kälter der Widerstand desto kleiner wird er
Temperatur hoch = Widerstand klein

27
Q

Wo werden Kaltleiter PTC angewandt

A
  • Überwachung von Motorwicklungen
  • Selbstregulierende Heizungen (Heissleimpistolen)
  • Flüssigkeitsniveaufühler (Öltank)
28
Q

Wo werden Heissleiter NTC angewandt

A
  • Temperaturmessungen
  • Spannungsstabilatoren
  • Anzugs- und Abfallverzögerte Relais
29
Q

Was ist der Temperaturkoeffizient α

A

Er sagt aus um welchen Wert sich ein Widerstand von 1Ω bei einer Temperaturänderung von 1K ändert, bei einer Anfangstemperatur von 20°C.

30
Q

Was ist der Materialnullpunkt

A

Schnittpunkt des Kaltleiters auf der Temperaturachse im negativen Bereich. (Cu=-235°)

31
Q

Was ist eine Suptraleitung

A

In der nähe des Materialnullpunktes verlieren einige Metalle ihren elektrischen Widerstand und erhalten dadurch eine unendliche Leitfähigkeit. (Sprungtemperatur) mittlerweile bei 125K(-148°)

32
Q

Was ist ein Potentiometer

A

einen stetig einstellbaren Widerstand zur Einstellung von Sollwerten bei elektrischen/elektronischen Geräten

33
Q

Wo werden Potentiometer eingesetzt

A

Helligkeit bei Dimmern

Lautstärkeeinstellung bei Radios

34
Q

Wie ist ein Potentiometer aufgebaut

A

Alle Potentiometer haben einen beweglichen Schleifkontakt. Damit wird der Gesamtwiderstand in 2 Teilwiderstände aufgeteilt.

35
Q

Zwei Arten Potentiometer

A

lineare (Meist verwendete) und logarithmische (nur in Audiotechnik) Potentiometer

36
Q

Material Poti

A
  • meist Kohleschicht Poti.
  • für lange Lebensdauer Kunststoffschicht Potentiometer.
  • für hohe Leistungen Drahtpotentiometer
37
Q

Kenngrössen Potentiometer

A 
Nennbelastbarkeit (drehwinkelabhängig)
Linearität
Drehwinkel
mechanische Lebensdauer
Maximalstrom
Widerstands Toleranz
Temperaturverhalten
Genauigkeit
38
Q

Probleme bei Potentiometer

A

Abnutzung des Schleifkontakts
Verschmutzung
Durch Schläge oder Bewegung Änderung des eingestellten Wertes

39
Q

Werden Potis noch heute eingesetzt

A

Meist ersetzt durch digitale Drehgeber oder Taster

40
Q

Was ist bei belasteten Potis zu beachten

A

Um genaue Werte zu erhalten muss der Last Widerstand mind. 100 mal grösser sein als der Widerstand des Potis selbst. Je grösser der Lastwiderstand desto lineare wird es. Je stärker die Belastung desto unlinearer die Kennlinie.

41
Q

Chemische erzeugung von Spannung

A

Werden zwei unterschiedliche Metalle in ein Elektrolyt getaucht entsteht eine Spannungsdifferenz.

42
Q

Elektrochemische Spannungsreihe

A

beginnend mit Wasserstoff = 0V (elektrisch neutral)
jedes geeignete Metall hat eine galvanische Spannung. diese Spannung ist auf der Spannungsreihe ersichtlich. Z.B
Zinn= -0.76 Cu= 0.34 dadurch ergibt sich eine Spannungsdifferenz von 1.1V

43
Q

Galvanische Elemente

A

Primär- und Sekundärelemente

44
Q

Unterschied zwischen Primär- und Sekundärelement

A

Primär: nicht aufladbar(Batterien,Lithium-Ionen Batterie)

Sekundär: aufladbar (Akkus, Bleiakku)

45
Q

Bei welchem Akku entsteht der Memory Effekt

A

Nickel-Cadmium Akku (seit 2017 verboten)

46
Q

Was ist der Memory Effekt

A

Bei unvollständigem entladen und häufigem wieder aufladen wird eine Leistungsminderung hervorgerufen. Der Akku schwächst sich nach und nach

47
Q

Nickel-Metallhidrig Akku

A

geringe Selbstentladung

48
Q

Lithium-Ionen Akku

A

Tiefenentladung führ zu irreversibler Schädigung und Kapazitätsverlust

49
Q

Was ist bei Lithium-Ionen Akkus zu beachten

A

Da sie sehr empfindlich auf falsche Behandlung reagieren, werden sie mit einer Elektronik betrieben. (BMS Batteriemanagementsystem) Diese schützt die Batterie vor Tiefenentladung, Überladung und thermische Überlast.

50
Q

Brennstoffzelle

A

Hier wird chemische Energie in einem galvanischen Element durch zuführen eines Brennstoffes mit einem Oxidationsmittel in elektrische Energie umgewandelt. Unterschied zum Akku ist das die Energie nicht gespeichert wird sondern durch stetiges zuführen des Brennstoffes Energie erzeugt. Brennstoff: z.B. Wasserstoff, Methanol

51
Q

Wo werden Brennstoffzellen verwendet

A

Antriebe von U-Boten, Fahrzeuge und Raumfahrt
Stromversorgung in Wohnmobilen
Blockheizkraftwerke

01_Damian EPS-A ET Modul 1 (6 decks)

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