Arbeitsblatt RC- und RL-Ausgleichsvorgänge mit Lösungen

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1.Leicht
+−Vs​12 Vt = 0R = 1 kΩC100 µF+−vC​

Der Kondensator ist ungeladen, wenn der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme die Spannung vR am Widerstand bei t = 100 ms.

Vs = 12 VR = 1 kΩC = 100 µFt = 100 ms
vR = V
2.Leicht
+−Vs​10 Vt = 0R = 3,3 kΩC33 µF+−vC​

Der Kondensator ist ungeladen, wenn der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme die Kondensatorspannung vC bei t = 120 ms.

Vs = 10 VR = 3,3 kΩC = 33 µFt = 120 ms
vC = V
3.Mittel
+−Vs​24 Vt = 0R = 20 ΩL22 mHi(t)

Die Spule führt keinen Strom, bevor der Schalter bei t = 0 schließt. Wie lange nach dem Schließen des Schalters erreicht der Strom 99 % seines Endwerts? Bestimme t.

Vs = 24 VR = 20 ΩL = 22 mH
t = ms
4.Mittel
+−Vs​15 Vt = 0R = 15 ΩL100 mHi(t)

Die Spule führt keinen Strom, bevor der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme die in der Spule gespeicherte Energie W bei t = 10 ms in mJ.

Vs = 15 VR = 15 ΩL = 100 mHt = 10 ms
W = mJ
5.Schwer
+−Vs​5 Vt = 0R = 3,3 kΩC47 µF+−vC​vC​(0) = 30 V

Kurz bevor der Schalter bei t = 0 schließt, liegt am Kondensator eine Spannung von 30 V mit der eingezeichneten Polarität. Wie lange dauert es, bis vC den Wert 10 V erreicht? Bestimme t.

Vs = 5 VR = 3,3 kΩC = 47 µFvC(0) = 30 V
t = ms
6.Schwer
+−Vs​24 Vt = 0R = 1 kΩC47 µF+−vC​vC​(0) = 4 V

Kurz bevor der Schalter bei t = 0 schließt, liegt am Kondensator eine Spannung von 4 V mit der eingezeichneten Polarität. Bestimme die Kondensatorspannung vC bei t = 30 ms.

Vs = 24 VR = 1 kΩC = 47 µFvC(0) = 4 Vt = 30 ms
vC = V

Lösungsschlüssel

  1. 1. vR = 4,415 V
  2. 2. vC = 6,678 V
  3. 3. t = 5,066 ms
  4. 4. W = 30,18 mJ
  5. 5. t = 249,6 ms
  6. 6. vC = 13,44 V

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