Arbeitsblatt RC- und RL-Ausgleichsvorgänge mit Lösungen

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1.Leicht
+−Vs​10 Vt = 0R = 6,8 kΩC33 µF+−vC​

Der Kondensator ist ungeladen, wenn der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme die Kondensatorspannung vC bei t = 250 ms.

Vs = 10 VR = 6,8 kΩC = 33 µFt = 250 ms
vC = V
2.Leicht
+−Vs​6 Vt = 0R = 6,8 kΩC220 µF+−vC​

Der Kondensator ist ungeladen, wenn der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme die Spannung vR am Widerstand bei t = 500 ms.

Vs = 6 VR = 6,8 kΩC = 220 µFt = 500 ms
vR = V
3.Mittel
+−Vs​24 Vt = 0R = 22 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 = 24 VR = 22 ΩL = 10 mHt = 1 ms
W = mJ
4.Mittel
+−Vs​9 Vt = 0R = 47 ΩL33 mHi(t)

Die Spule führt keinen Strom, bevor der Schalter bei t = 0 schließt. Wie lange nach dem Schließen des Schalters erreicht der Strom 75 % seines Endwerts? Bestimme t.

Vs = 9 VR = 47 ΩL = 33 mH
t = ms
5.Schwer
+−Vs​10 VR1​ = 10 ΩR2​ = 10 Ωschließt bei t = 0L22 mHi(t)

Der Schalter parallel zu R2 ist seit Langem offen, der Spulenstrom ist also konstant. Bei t = 0 schließt der Schalter und schließt R2 kurz. Bestimme den Spulenstrom i bei t = 5 ms.

Vs = 10 VR1 = 10 ΩR2 = 10 ΩL = 22 mHt = 5 ms
i = A
6.Schwer
+−Vs​30 Vöffnet bei t = 0R1​ = 2,2 kΩR2​ = 10 kΩi2​C68 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 = 300 ms.

Vs = 30 VR1 = 2,2 kΩR2 = 10 kΩC = 68 µFt = 300 ms
i2 = mA

Lösungsschlüssel

  1. 1. vC = 6,718 V
  2. 2. vR = 4,295 V
  3. 3. W = 4,705 mJ
  4. 4. t = 0,9734 ms
  5. 5. i = 0,9485 A
  6. 6. i2 = 1,582 mA

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