Arbeitsblatt RC- und RL-Ausgleichsvorgänge mit Lösungen

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1.Leicht
+−Vs​12 Vt = 0R = 4,7 kΩC22 µF+−vC​

Der Kondensator ist ungeladen, wenn der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme die Zeitkonstante τ der Schaltung.

Vs = 12 VR = 4,7 kΩC = 22 µF
τ = ms
2.Leicht
+−Vs​5 Vt = 0R = 6,8 kΩC47 µF+−vC​

Der Kondensator ist ungeladen, wenn der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme die Kondensatorspannung vC bei t = 80 ms.

Vs = 5 VR = 6,8 kΩC = 47 µFt = 80 ms
vC = V
3.Mittel
+−Vs​15 Vt = 0R = 5 ΩL10 mHi(t)

Die Spule führt keinen Strom, bevor der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme die in der Spule gespeicherte Energie W bei t = 5 ms in mJ.

Vs = 15 VR = 5 ΩL = 10 mHt = 5 ms
W = mJ
4.Mittel
+−Vs​5 Vt = 0R = 10 ΩL22 mHi(t)

Die Spule führt keinen Strom, bevor der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme die Spannung vL an der Spule bei t = 5 ms.

Vs = 5 VR = 10 ΩL = 22 mHt = 5 ms
vL = V
5.Schwer
+−Vs​24 VR1​ = 5 ΩR2​ = 33 Ωöffnet bei t = 0L33 mHi(t)

Der Schalter parallel zu R2 ist seit Langem geschlossen, der Spulenstrom ist also konstant. Bei t = 0 öffnet der Schalter. Bestimme den Spulenstrom i bei t = 1 ms.

Vs = 24 VR1 = 5 ΩR2 = 33 ΩL = 33 mHt = 1 ms
i = A
6.Schwer
+−Vs​9 Vöffnet bei t = 0R1​ = 10 kΩR2​ = 2,2 kΩi2​C100 µF+−vC​

Der Schalter ist seit Langem geschlossen, die Schaltung ist also im eingeschwungenen Zustand. Bei t = 0 öffnet der Schalter. Bestimme den Strom i2 durch R2 bei t = 200 ms.

Vs = 9 VR1 = 10 kΩR2 = 2,2 kΩC = 100 µFt = 200 ms
i2 = mA

Lösungsschlüssel

  1. 1. τ = 103,4 ms
  2. 2. vC = 1,107 V
  3. 3. W = 37,92 mJ
  4. 4. vL = 0,5152 V
  5. 5. i = 1,949 A
  6. 6. i2 = 0,2972 mA

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