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by Manfred Strohrmann

(H.ErT.Z-Online)

Aufgabenstellung:

Um eine Glühlampe mit einer Nennspannung von an die Spannungsquelle anschließen zu können, verwenden Sie den Vorwiderstand .

 

Aus dem Datenblatt der Glühlampe entnehmen Sie die Strom-Spannungs-Charakteristik (s. Abbildung unten).

Abbildung

  1. Welchen Widerstand benötigen Sie, um bei einer Versorgungsspannung von die Glühlampe bei Nennspannung betreiben zu können?
  2. Welche Leistung nimmt die Glühlampe bei Nennspannung auf?
  3. Die Versorgungsspannung wird auf reduziert. Welche Spannung stellt sich an der Glühlampe ein, wenn sich der Widerstand gegenüber Aufgabenteil a) nicht verändert? Ermitteln Sie den Arbeitspunkt grafisch.

Abbildung

Lösungsweg:

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a) Bestimmen des Widerstandes

Aus der Strom-Spannungs-Charakteristik wird der Wert für den Lampenstrom bei Nennspannung abgelesen.

Bei ergibt sich ein Strom von A.

Aus der Bedingung, dass am Widerstand die Spannung abfällt und der Strom fließt, ergibt sich zu:

b) Berechnung der Leistung

Die Leistungsaufnahme der Glühlampe bei Nennspannung beträgt:

c) Berechnung der Spannung an der Lampe

Bei einer Reduzierung der Versorgungsspannung auf muss die Spannungsquelle mit Widerstand in das Diagramm eingezeichnet werden.

Der Kurzschlussstrom berechnet sich zu:

Da weder der Kurzschlussstrom, noch die Leerlaufspannung in das Diagramm eingetragen werden können, werden zwei beliebige Punkte, beispielsweise und gewählt.

Für den Strom A ergibt sich die Spannung zu:

Für den Strom A ergibt sich:

Beide Punkte werden durch eine Gerade verbunden.

  • Der Schnittpunkt beider Kurven ist der gesuchte Arbeitspunkt.

Abbildung

Lösung: