asdasda

U N I V E R S I T A T
I n s t i t u t f u r E l e k t r i s c h e u n d O p t i s c h e N a c h r i c h t e n t e c h n i k
S T U T T G A R T
P r o f e s s o r D r . - I n g . M a n f r e d B e r r o t h
SEMINAR IM FACH SCHALTUNGSTECHNIK I", WS 2011/12
Blatt 3
Aufgabe 6-7; 3 Seiten
Ausgabe: Dienstag, 15.11.2011
Abgabe: 22.11.2011, 11:20 Uhr, ETI II, Kasten neben Raum 2.417
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Thomas Fohn, Tel.: 0711/685-69180
Sprechzeiten: Nach Vereinbarung
Es sind alle Aufgaben auf diesem Arbeitsblatt zu bearbeiten. Vergessen Sie nicht, auf jedes Blatt ihren Namen,
Vornamen und Matrikelnummer zu schreiben. Auf der ersten Seite bitte zusatzlich den Anfangsbuchstaben Ihres
Nachnamens markieren. Die Blatter sind zu tackern.
Bitte schauen Sie von Zeit zu Zeit auf die Homepage des Instituts und die Vorlesungsseite auf der Ilias-Plattform.
Dort, sowie in der Vorlesung, werden Fehler oder weitere Hinweise bekannt gegeben. Sollten Sie der Meinung sein,
einen Fehler gefunden zu haben, bitten wir Sie um Ruckmeldung.
Aufgabe 6
Aquivalente, komplexe Schaltung
Fur einen komplexen Zweipol aus beliebig vielen Wirkwiderstanden, Induktivitaten und Kapazi-
taten lassen sich fur eine Kreisfrequenz zwei einfache Ersatzschaltbilder angeben, die aus der
kartesischen Form des komplexen Widerstands
U
Z =
= RS + jXS
I
bzw. des komplexen Leitwertes
I
1
1
Y =
= GP + jBP mit
GP =
; BP =
U
RS
XS
in Abbildung 1 abzulesen sind.
a) Wie konnten bei der Kreisfrequenz die beiden Ersatzschaltungen verwirklicht werden,
wenn
1) XS > 0
2) XS < 0
3) BP > 0
4) BP < 0
b) Berechnen Sie den Wirkleitwert GP und den Blindleitwert BP der Parallelersatzschaltung
aus den Teilen der Reihenersatzschaltung. (GP = f(RS, XS), BP = f(RS, XS))
Seminar im Fach Schaltungstechnik I, WS 2011/12
1

---

U N I V E R S I T A T
I n s t i t u t f u r E l e k t r i s c h e u n d O p t i s c h e N a c h r i c h t e n t e c h n i k
S T U T T G A R T
P r o f e s s o r D r . - I n g . M a n f r e d B e r r o t h
Abbildung 1: Aquivalente komplexe Schaltungen mit Wirkwiderstanden, Induktivitaten und
Kapazitaten.
c) Wie lauten die Umkehrformeln zu den unter b) aufgestellten Beziehungen?
d) Parallel zu einer Kapazitat CP = 0.5 F soll ein Widerstand RP geschaltet werden, so da
die Blindkomponente der Impedanz Im {Z} = Im {RS + jXS} = XS = -6 k bei f = 50 Hz
betragt. Wie gro mu RP sein?
Aufgabe 7
Aktive Schaltung
Gegeben sei die Schaltung aus Abbildung 2 mit gesteuerten Stromquellen.
C 1 2
U
C
R
g
U
g
U
R
C
U 2
1
1
1
m 1
2
m 2
1
2
2
Z i n
Abbildung 2: Schaltung mit gesteuerten Quellen
a) Berechnen Sie die Eingangsimpedanz Z der Schaltung.
in
b) Nun werden die Elemente R1 und R2 vernachlassigt (d.h. R1, R2 ),auerdem gelte
gm1 = gm2. Geben Sie die neue Eingangsimpedanz an.
c) Gegeben sei nun das folgende Ersatzschaltbild der Schaltung aus Abbildung 3:
Berechnen Sie die Eingangsimpedanz dieser Schaltung. Vergleichen Sie Ihr Ergebnis mit dem
aus Aufgabenteil b) und geben Sie fur L und C die Werte so an, dass die Ersatzschaltung
der Schaltung aus Abbildung 2 (mit den Vereinfachungen aus Aufgabenteil b)) entspricht.
Seminar im Fach Schaltungstechnik I, WS 2011/12
2

---

U N I V E R S I T A T
I n s t i t u t f u r E l e k t r i s c h e u n d O p t i s c h e N a c h r i c h t e n t e c h n i k
S T U T T G A R T
P r o f e s s o r D r . - I n g . M a n f r e d B e r r o t h
C
L
Z i n
Abbildung 3: Ersatzschaltbild der Schaltung aus Abbildung 2
d) Wie nennt sich die Schaltung aus Abbildung 2? Welches sind die erwunschten, welches die
unerwunschten (parasitaren) Elemente?
e) Geben Sie, basierend auf dem Ersatzschaltbild aus Aufgabenteil c), die Frequenz an, bis zu
der die Schaltung ihre Funktion erfullt.
Seminar im Fach Schaltungstechnik I, WS 2011/12
3

---