Arbeitsblatt RC- und RL-Ausgleichsvorgänge mit Lösungen

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1.Leicht
+−Vs​9 Vt = 0R = 1 kΩC220 µF+−vC​

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

Vs = 9 VR = 1 kΩC = 220 µF
τ = ms
2.Leicht
+−Vs​6 Vt = 0R = 10 kΩC68 µF+−vC​i

Der Kondensator ist ungeladen, wenn der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme den Ladestrom i bei t = 400 ms.

Vs = 6 VR = 10 kΩC = 68 µFt = 400 ms
i = mA
3.Mittel
+−Vs​6 Vt = 0R = 50 ΩL47 mHi(t)

Die Spule führt keinen Strom, bevor der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme den Strom i bei t = 1 ms.

Vs = 6 VR = 50 ΩL = 47 mHt = 1 ms
i = A
4.Mittel
+−Vs​20 Vt = 0R1​ = 3,3 kΩR2​ = 1 kΩC22 µF+−vC​

Die Quelle Vₛ lädt den Kondensator über R₁, und R₂ liegt parallel zu C. Der Kondensator ist ungeladen, wenn der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme die Zeitkonstante τ der Schaltung nach dem Schließen des Schalters.

Vs = 20 VR1 = 3,3 kΩR2 = 1 kΩC = 22 µF
τ = ms
5.Schwer
+−Vs​24 Vt = 0R = 10 kΩC33 µF+−vC​vC​(0) = 6 V

Kurz bevor der Schalter bei t = 0 schließt, liegt am Kondensator eine Spannung von 6 V mit der eingezeichneten Polarität. Wie lange dauert es, bis vC den Wert 16,8 V erreicht? Bestimme t.

Vs = 24 VR = 10 kΩC = 33 µFvC(0) = 6 V
t = ms
6.Schwer
+−Vs​24 Vt = 0R = 10 kΩC47 µF+−vC​vC​(0) = 2 V

Kurz bevor der Schalter bei t = 0 schließt, liegt am Kondensator eine Spannung von 2 V mit der eingezeichneten Polarität. Bestimme die Kondensatorspannung vC bei t = 250 ms.

Vs = 24 VR = 10 kΩC = 47 µFvC(0) = 2 Vt = 250 ms
vC = V

Lösungsschlüssel

  1. 1. τ = 220 ms
  2. 2. i = 0,3332 mA
  3. 3. i = 0,07858 A
  4. 4. τ = 16,88 ms
  5. 5. t = 302,4 ms
  6. 6. vC = 11,08 V

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