Arbeitsblatt RC- und RL-Ausgleichsvorgänge mit Lösungen

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1.Leicht
+−Vs​10 Vt = 0R = 1 kΩC100 µF+−vC​i

Der Kondensator ist ungeladen, wenn der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme den Ladestrom i bei t = 40 ms.

Vs = 10 VR = 1 kΩC = 100 µFt = 40 ms
i = mA
2.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 = 120 ms.

Vs = 6 VR = 2,2 kΩC = 100 µFt = 120 ms
vC = V
3.Mittel
+−Vs​12 Vt = 0R = 15 ΩL220 mHi(t)

Die Spule führt keinen Strom, bevor der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme die Spannung vL an der Spule bei t = 25 ms.

Vs = 12 VR = 15 ΩL = 220 mHt = 25 ms
vL = V
4.Mittel
R = 33 Ωt = 0L47 mHi(t)

Die Spule führt einen konstanten Strom von 2,5 A. Bei t = 0 schließt der Schalter den Kreis über R, und die Quelle wird abgetrennt, der Spulenstrom klingt also über R ab. Bestimme den Strom i bei t = 1 ms.

i(0) = 2,5 AR = 33 ΩL = 47 mHt = 1 ms
i = A
5.Schwer
+−Vs​15 Vt = 0R = 4,7 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. Wie lange dauert es, bis vC den Wert 18,5 V erreicht? Bestimme t.

Vs = 15 VR = 4,7 kΩC = 47 µFvC(0) = 20 V
t = ms
6.Schwer
+−Vs​15 Vt = 0R = 6,8 kΩC10 µF+−vC​vC​(0) = 10 V

Kurz bevor der Schalter bei t = 0 schließt, liegt am Kondensator eine Spannung von 10 V mit der eingezeichneten Polarität. Bestimme die Kondensatorspannung vC bei t = 30 ms.

Vs = 15 VR = 6,8 kΩC = 10 µFvC(0) = 10 Vt = 30 ms
vC = V

Lösungsschlüssel

  1. 1. i = 6,703 mA
  2. 2. vC = 2,523 V
  3. 3. vL = 2,182 V
  4. 4. i = 1,239 A
  5. 5. t = 78,79 ms
  6. 6. vC = 11,78 V

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