Arbeitsblatt RC- und RL-Ausgleichsvorgänge mit Lösungen

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1.Leicht
R = 6,8 kΩt = 0C22 µF+−vC​vC​(0) = 10 V

Der Kondensator ist auf 10 V geladen. Bei t = 0 schließt der Schalter, und der Kondensator entlädt sich über R. Bestimme die Kondensatorspannung vC bei t = 120 ms.

vC(0) = 10 VR = 6,8 kΩC = 22 µFt = 120 ms
vC = V
2.Leicht
+−Vs​10 Vt = 0R = 1 kΩC100 µF+−vC​

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

Vs = 10 VR = 1 kΩC = 100 µFt = 60 ms
vC = V
3.Mittel
+−Vs​6 Vt = 0R = 50 ΩL10 mHi(t)

Die Spule führt keinen Strom, bevor der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme die Spannung vL an der Spule bei t = 1 ms.

Vs = 6 VR = 50 ΩL = 10 mHt = 1 ms
vL = V
4.Mittel
+−Vs​6 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 bei t = 30 ms in mJ.

Vs = 6 VR = 5 ΩL = 220 mHt = 30 ms
W = mJ
5.Schwer
+−Vs​24 Vt = 0R = 6,8 kΩC220 µF+−vC​vC​(0) = 3 V

Kurz bevor der Schalter bei t = 0 schließt, liegt am Kondensator eine Spannung von 3 V mit der eingezeichneten Polarität. Bestimme die Kondensatorspannung vC bei t = 400 ms.

Vs = 24 VR = 6,8 kΩC = 220 µFvC(0) = 3 Vt = 400 ms
vC = V
6.Schwer
+−Vs​12 Vöffnet bei t = 0R1​ = 2,2 kΩR2​ = 2,2 kΩC100 µF+−vC​

Der Schalter ist seit Langem geschlossen, die Schaltung ist also im eingeschwungenen Zustand. Bei t = 0 öffnet der Schalter. Bestimme die Kondensatorspannung vC bei t = 80 ms.

Vs = 12 VR1 = 2,2 kΩR2 = 2,2 kΩC = 100 µFt = 80 ms
vC = V

Lösungsschlüssel

  1. 1. vC = 4,484 V
  2. 2. vC = 4,512 V
  3. 3. vL = 0,04043 V
  4. 4. W = 38,7 mJ
  5. 5. vC = 7,927 V
  6. 6. vC = 4,171 V

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