B.3 Übungsaufgaben zu Wechselströme

Lösung zur
Aufgabe 4.8.1
(Effektivwert)

  1. Zeitfunktion
          (|   ˆi  :  0 ≤  t ≤ T-
      {  1       T-      43T
i(t) = |( 2ˆi  :   4 ≤ t ≤  4
          0  :   3T4-≤  t ≤ T
    (B.3.1)

  2. Gleichrichtwert
           ∫T
---  1-             1-  Tˆ   ˆi
|i| = T    |i(t)|dt = T ⋅ 2i = 2-
       0                     --
    (B.3.2)

  3. Effektivwert
        ┌│ ---------   ∘---------      ∘--
    ││ 1 ∫T          1  3            3
I = ∘ --   i2 dt =   --⋅--Tˆi2 = ˆi ⋅  --
      T 0           T  8       -----8
    (B.3.3)

Lösung zur
Aufgabe 4.8.2
(Effektivwert)

  1. Zeitfunktion
    u(t) = 2ˆu-t − ˆu
       T
    (B.3.4)

  2. Gleichrichtwert
    ---   1 ∫T           1   Tuˆ   ˆu
|u| = --  |u(t)|dt = --⋅ ---=  --
      T 0            T    2    2-
    (B.3.5)

  3. Effektivwert
        ┌│ ---∫T-----   ∘ --------
    ││  1-   2        1-  ˆu2-    -ˆu--
U = ∘  T   u  dt =   T ⋅ 3 T =  √3--
         0                      ----
    (B.3.6)

Lösung zur
Aufgabe 4.8.3
(Effektivwert)

Effektivwert

     ┌ ---------
     ││   ∫T       ∘ ---------
     │∘ 1-   2        1- ˆ24-    ˆ2-
I =    T   i dt =    T ⋅i 9T  = i3-
         0                      ---
(B.3.7)

Lösung zur
Aufgabe 4.8.4
(Effektivwert)

Effektivwert

    ┌ ----------
    ││    ∫T        ∘ -----------   √ --
I = │∘  1-  u2 dt =   1-⋅ ˆu2 7-T = ˆu--7-
       T 0           T     36     --6--
(B.3.8)

Lösung zur
Aufgabe 4.8.5
(Effektivwert)

Effektivwert

    ┌│ ----2∫π-------   ∘ ---------
    ││  1--   2          -1- ˆ2 π-  ˆi
I = ∘  2π   i d(ωt) =   2π ⋅ i 2 = 2-
          0                        --
(B.3.9)

Lösung zur
Aufgabe 4.8.6
(Effektivwert)

Effektivwert

       ┌│ ----2π--------  ∘ ----------------
       ││ -1-∫   2          -1-   2      2
U  =   ∘ 2π    u d(ωt) =   2 π ⋅ ˆu π + U 02π
         ---0-----
       ┌││
       ∘ uˆ2-    2
   =      2 + U 0                                     (B.3.10)
       -----------

Lösung zur
Aufgabe 4.8.7
(Effektivwert)

Effektivwert

        ┌│ ---2∫π---------     ∘ ------------
        ││ 1--   2              23π-−-sin(π3)-
U   =   ∘ 2π   u  d(ωt) = ˆu ⋅      2 π
          ∘ -0--------
                   √ --
    =   ˆu ⋅  4π-−-3--3-= 0,442-⋅ ˆu                    (B.3.11)
                12π      ---------

Lösung zur
Aufgabe 4.8.8
(Effektivwert)

Effektivwert

        ┌│ ---T------  ∘ -----------------
        ││ 1 ∫   2       1    2   1 − e−2
U   =   ∘ T-  u  dt =   T-⋅ ˆu T ⋅---2----
            0
          ∘ ------−2
    =   ˆu ⋅  1 −-e---= 0,657 ⋅ ˆu                     (B.3.12)
                2      ---------