Arbeitsblatt RC- und RL-Ausgleichsvorgänge mit Lösungen

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

Der Kondensator ist ungeladen, wenn der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme die Kondensatorspannung vC bei t = 80 ms.

Vs = 10 VR = 1 kΩC = 33 µFt = 80 ms
vC = V
2.Leicht
+−Vs​15 Vt = 0R = 1 kΩC47 µF+−vC​

Der Kondensator ist ungeladen, wenn der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme die Kondensatorspannung vC bei t = 25 ms.

Vs = 15 VR = 1 kΩC = 47 µFt = 25 ms
vC = V
3.Mittel
+−Vs​20 Vt = 0R = 20 ΩL220 mHi(t)

Die Spule führt keinen Strom, bevor der Schalter bei t = 0 schließt. Bestimme den Strom i bei t = 25 ms.

Vs = 20 VR = 20 ΩL = 220 mHt = 25 ms
i = A
4.Mittel
R = 10 Ωt = 0L47 mHi(t)

Die Spule führt einen konstanten Strom von 3 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 = 10 ms.

i(0) = 3 AR = 10 ΩL = 47 mHt = 10 ms
i = A
5.Schwer
+−Vs​10 Vt = 0R = 4,7 kΩC47 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 = 500 ms.

Vs = 10 VR = 4,7 kΩC = 47 µFvC(0) = 4 Vt = 500 ms
vC = V
6.Schwer
+−Vs​20 Vt = 0R = 10 kΩC220 µF+−vC​vC​(0) = 18 V

Kurz bevor der Schalter bei t = 0 schließt, liegt am Kondensator eine Spannung von 18 V mit der eingezeichneten Polarität. Wie lange dauert es, bis vC den Wert 19,2 V erreicht? Bestimme t.

Vs = 20 VR = 10 kΩC = 220 µFvC(0) = 18 V
t = ms

Lösungsschlüssel

  1. 1. vC = 9,115 V
  2. 2. vC = 6,188 V
  3. 3. i = 0,897 A
  4. 4. i = 0,3573 A
  5. 5. vC = 9,376 V
  6. 6. t = 2016 ms

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