Die Elektrotechnik-APP der HFH · Hamburger Fern-Hochschule

Autor/Entwickler: Othmane Kettani, M. Sc. (Physik)
Mitwirkender: Dipl.-Phys. Sascha Warnecke

Herausge­geben durch den Fach­bereich Tech­nik der HFH · Ham­burger Fern-Hochschule, ver­treten durch den Dekan des Fach­bereichs.
(Impressum)


Auszeichnungen:

Comenius EduMedia Logo Die Elektrotechnik-APP der HFH wurde ausgezeichnet mit dem

Comenius-EduMedia-Siegel 2019

der GPI Gesellschaft für Pädagogik, Information und Medien e. V.


Beschreibung:

Die Elektrotechnik-APP der HFH dient dazu, ausgewählte Rechenbeispiele aus dem Modul "Elektrotechnik/Elektronik", das in den Bachelorstudiengängen Wirtschaftsingenieurwesen, Maschinenbau und Mechatronik angeboten wird, interaktiv mit eigenem Rechner oder Smartphone zu erkunden. Dabei sind die ausgewählten Rechenbeispiele, die aus den ELT-Studienbriefen und der ELT-Aufgabensammlung stammen, mithilfe von Schiebereglern dynamisch zu variieren, sodass die Studierenden die zentralen physikalischen Zusammenhänge bereits rein optisch erkennen können. Die Elektrotechnik-APP der HFH stellt ein grundlegendes Beispiel für die Mensch-Maschine-Interaktion im Lernprozess dar.

© Othmane Kettani, M. Sc.

Bezüglich des Inhal­tes des On­line­ange­botes, der Ver­weise und Links, dem Ur­heber- und Kenn­zeichen­recht, dem Daten­schutz sowie der Salva­tor­ischen Klausel be­achten Sie bitte den Haf­tungs­aus­schluss der HFH · Ham­burger Fern-Hoch­schule ge­mein­nüt­zige GmbH, den Sie unter fol­gen­dem Link nach­lesen können: Haftungs­aus­schluss.

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6 Komplexer Widerstand und komplexer Leitwert

Zeitfunktion für Strom u. Spannung

Basierend auf Aufgabe 8; Kap. 6:
Folgende Spannungs- und Stromverläufe sind bei einem Verbraucher aufgezeichnet worden:

Simulation:
Erkunden Sie mit den Schiebereglern unten interaktiv die oben stehende Abbildung aus der ELT-AS.
Bitte legen Sie anhand der Schieberegler den Wert des jeweiligen Parameters fest:

 10 

 6 

 3.10 

 -2 

 -1 

Aufgabe 8.1 bis 8.4 ein-/ausblenden: Bitte erst auf "Lösung ein-/ausblenden" klicken, wenn Sie mit Ihrer Überlegung fertig sind.
8.1 Bestimmen Sie die Frequenz des speisenden Netzes.
Lösung ein-/ausblenden:
  • Aus simulierter Skizze:  T = 2.03 
  • Mit Gl. (1.3) aus SB4 folgt:  f = 0.49 

8.2 Geben Sie die Zeitfunktionen für die Spannung u(t) und den Strom i(t) an.
Lösung ein-/ausblenden:
  •  u(t) = û⋅sin(ωt-60) 
  •  i(t) = î⋅sin(ωt-30) 

8.3 Wie groß sind die Effektivwerte der Spannung und des Stroms? Geben Sie den Phasenverschiebungswinkel φ zwischen u(t) und i(t) an.
Lösung ein-/ausblenden:
  • Der Effektivwert für sinusförmige Größen ist nach Gl. (1.13) aus SB4:
     U = 7.07  und  I = 4.24 
  • Nach Gl. (1.7) aus SB4 ist der Phasenverschiebungswinkel:
     φ = -30 

8.4 Handelt es sich um eine Reihenschaltung aus R und L oder eine aus R und C?
Begründen Sie Ihre Aussage.
Lösung ein-/ausblenden:
  • Es handelt sich um eine Verbraucher-Reihenschaltung aus  R und C  ,
    da der  Strom der Spannung vorauseilt (φ<0) 
Rest Aufgabe 8.4 ein-/ausblenden:
  • Geben Sie das I-U-Zeigerdiagramm des Verbrauchers qualitativ an.
    Lösung ein-/ausblenden:
     I = 4.24  ,  U = 7.07  ,  φ = -30 
Aufgabe 8.5 bis 8.6 ein-/ausblenden: 8.5 Geben Sie U und I in Exponentialform an. Bestimmen Sie Z, den Scheinwiderstand des Verbrauchers.
Lösung ein-/ausblenden:
  • Mit Gl. (3.1) und Gl. (3.2) aus SB4 folgt:
     U = 7.07 e-j60  und  I = 4.24 e-j30 
  • Nach Gl. (3.4) und (3.5) aus SB4 ist:  Z = 1.67 

8.6 Der OHMsche Widerstand eines baugleichen Verbrauchers wurde mit  R = 10  gemessen. Bestimmen Sie die Kapazität C bzw. die Induktivität L dieses Verbrauchers.
Lösung ein-/ausblenden:
  • Da hier der Phasenverschiebungswinkel  φ<0  ist, gilt (vgl. Abb. 3.2 aus SB4):
     XC = -1.67  ⇒  C = 0.19 nF 
    Bitte legen Sie mithilfe des folgenden Schiebereglers den Wert für den OHMschen Widerstand R fest: