Arbeitsblatt RC- und RL-Ausgleichsvorgänge mit Lösungen

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1.Leicht
+−Vs​12 Vt = 0R = 4,7 kΩC10 µF+−vC​

Der Kondensator ist ungeladen, wenn der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme die Kondensatorspannung vC bei t = 60 ms.

Vs = 12 VR = 4,7 kΩC = 10 µFt = 60 ms
vC = V
2.Leicht
R = 6,8 kΩt = 0C220 µF+−vC​vC​(0) = 5 V

Der Kondensator ist auf 5 V geladen. Bei t = 0 schließt der Schalter, und der Kondensator entlädt sich über R. Wie lange dauert es, bis vC auf 1 V gefallen ist? Bestimme t.

vC(0) = 5 VR = 6,8 kΩC = 220 µF
t = ms
3.Mittel
+−Vs​24 Vt = 0R = 100 ΩL68 mHi(t)

Die Spule führt keinen Strom, bevor der Schalter bei t = 0 schließt. Wie lange nach dem Schließen des Schalters erreicht der Strom 50 % seines Endwerts? Bestimme t.

Vs = 24 VR = 100 ΩL = 68 mH
t = ms
4.Mittel
+−Vs​10 Vt = 0R = 5 ΩL220 mHi(t)

Die Spule führt keinen Strom, bevor der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme die in der Spule gespeicherte Energie W(∞), wenn sich die Schaltung eingeschwungen hat, in mJ.

Vs = 10 VR = 5 ΩL = 220 mH
W(∞) = mJ
5.Schwer
+−Vs​5 Vt = 0R = 1 kΩC47 µF+−vC​vC​(0) = 20 V

Kurz bevor der Schalter bei t = 0 schließt, liegt am Kondensator eine Spannung von 20 V mit der eingezeichneten Polarität. Bestimme die Kondensatorspannung vC bei t = 75 ms.

Vs = 5 VR = 1 kΩC = 47 µFvC(0) = 20 Vt = 75 ms
vC = V
6.Schwer
+−Vs​24 Vt = 0R = 1 kΩC100 µF+−vC​vC​(0) = 5 V

Kurz bevor der Schalter bei t = 0 schließt, liegt am Kondensator eine Spannung von 5 V mit der eingezeichneten Polarität. Bestimme die Kondensatorspannung vC bei t = 100 ms.

Vs = 24 VR = 1 kΩC = 100 µFvC(0) = 5 Vt = 100 ms
vC = V

Lösungsschlüssel

  1. 1. vC = 8,652 V
  2. 2. t = 2408 ms
  3. 3. t = 0,4713 ms
  4. 4. W(∞) = 440 mJ
  5. 5. vC = 8,041 V
  6. 6. vC = 17,01 V

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