Arbeitsblatt RC- und RL-Ausgleichsvorgänge mit Lösungen

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1.Leicht
+−Vs​6 Vt = 0R = 2,2 kΩC100 µF+−vC​

Der Kondensator ist ungeladen, wenn der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme die Kondensatorspannung vC bei t = 200 ms.

Vs = 6 VR = 2,2 kΩC = 100 µFt = 200 ms
vC = V
2.Leicht
R = 2,2 kΩt = 0C22 µF+−vC​vC​(0) = 15 V

Der Kondensator ist auf 15 V geladen. Bei t = 0 schließt der Schalter, und der Kondensator entlädt sich über R. Wie lange dauert es, bis vC auf 3 V gefallen ist? Bestimme t.

vC(0) = 15 VR = 2,2 kΩC = 22 µF
t = ms
3.Mittel
+−Vs​6 Vt = 0R = 20 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 = 1 ms in mJ.

Vs = 6 VR = 20 ΩL = 10 mHt = 1 ms
W = mJ
4.Mittel
+−Vs​5 Vt = 0R = 20 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 = 5 ms in mJ.

Vs = 5 VR = 20 ΩL = 100 mHt = 5 ms
W = mJ
5.Schwer
+−Vs​6 Vt = 0R = 10 kΩC33 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 = 300 ms.

Vs = 6 VR = 10 kΩC = 33 µFvC(0) = 4 Vt = 300 ms
vC = V
6.Schwer
+−Vs​5 Vt = 0R = 10 kΩC10 µF+−vC​vC​(0) = 12 V

Kurz bevor der Schalter bei t = 0 schließt, liegt am Kondensator eine Spannung von 12 V mit der eingezeichneten Polarität. Wie lange dauert es, bis vC den Wert 7,1 V erreicht? Bestimme t.

Vs = 5 VR = 10 kΩC = 10 µFvC(0) = 12 V
t = ms

Lösungsschlüssel

  1. 1. vC = 3,583 V
  2. 2. t = 77,9 ms
  3. 3. W = 0,3364 mJ
  4. 4. W = 1,249 mJ
  5. 5. vC = 5,194 V
  6. 6. t = 120,4 ms

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