Gemischte Schaltungen Übungen mit lösungen PDF

Gemischte Schaltungen sind Schaltungen, die sowohl digitale als auch analoge Komponenten enthalten. Diese Schaltungen werden häufig in Geräten wie Computern, Mobiltelefonen und anderen elektronischen Geräten verwendet.

Digitale Komponenten sind Komponenten, die nur zwei Zustände haben: an oder aus. Digitale Komponenten können leicht mit einem einfachen Schaltkreis erstellt werden. Analoge Komponenten sind Komponenten, die unendlich viele Zustände zwischen an und aus haben können. Analoge Komponenten sind schwieriger zu erstellen und erfordern mehr Komponenten.

Gemischte Schaltungen können aus unterschiedlichen Gründen verwendet werden. Zum Beispiel können digitale Komponenten einfacher und billiger hergestellt werden als analoge Komponenten. Analoge Komponenten sind jedoch in der Regel genauer und können feinere Abstufungen von Signalen erzeugen.

Gemischte Schaltungen werden häufig in Geräten wie Computern, Mobiltelefonen und anderen elektronischen Geräten verwendet. Diese Geräte verwenden häufig eine Mischung aus digitalen und analogen Komponenten, um die Vorteile beider Typen zu nutzen.

Übungen mit lösungen zur Gemischte Schaltungen

Übungen mit Lösungen zur Gemischten Schaltungen

In diesem Artikel finden Sie eine Auswahl an Übungen mit Lösungen zur Gemischten Schaltungen. Gemischte Schaltungen sind ein wichtiger Bestandteil der elektronischen Schaltungstechnik. Durch das Zusammenschalten von Widerständen, Kondensatoren und Spulen können unterschiedlichste Schaltungen realisiert werden. Die Wahl der richtigen Komponenten ist entscheidend für die Funktionsweise der Schaltung. In diesem Artikel werden einige Grundlagen erläutert und verschiedene Übungen mit Lösungen angeboten.

Widerstände in Reihe

Ein einfaches Beispiel für eine Gemischte Schaltung ist die Reihenschaltung von Widerständen. In dieser Schaltung werden zwei oder mehrere Widerstände in Reihe geschaltet. Die Spannung, die an der Reihenschaltung anliegt, wird gleichmäßig auf die einzelnen Widerstände verteilt. Die Gesamtstromstärke I_ges der Reihenschaltung ist gleich der Stromstärke I₁ des ersten Widerstandes. Die Gesamtwiderstand R_ges der Reihenschaltung ist gleich der Summe der Widerstände R₁, R₂, …, R_n.

Die Spannung U_ges an der Reihenschaltung ist gleich der Spannung U₁ des ersten Widerstandes. Die Gesamtstromstärke I_ges der Reihenschaltung ist gleich der Summe der Stromstärken I₁, I₂, …, I_n.

Widerstände in Parallele

Eine weitere häufig verwendete Gemischte Schaltung ist die Parallelschaltung von Widerständen. In dieser Schaltung werden zwei oder mehrere Widerstände parallel geschaltet. Die Gesamtstromstärke I_ges der Parallelschaltung ist gleich der Summe der Stromstärken I₁, I₂, …, I_n. Die Spannung U_ges an der Parallelschaltung ist gleich der Spannung U₁ des ersten Widerstandes.

Kondensatoren in Reihe

Ein weiteres Beispiel für eine Gemischte Schaltung ist die Reihenschaltung von Kondensatoren. In dieser Schaltung werden zwei oder mehrere Kondensatoren in Reihe geschaltet. Die Gesamtkapazität C_ges der Reihenschaltung ist gleich der Summe der Kapazitäten C₁, C₂, …, C_n. Die Spannung U_ges an der Reihenschaltung ist gleich der Spannung U₁ des ersten Kondensators. Die Gesamtstromstärke I_ges der Reihenschaltung ist gleich der Summe der Stromstärken I₁, I₂, …, I_n.

Kondensatoren in Parallele

Eine weitere häufig verwendete Gemischte Schaltung ist die Parallelschaltung von Kondensatoren. In dieser Schaltung werden zwei oder mehrere Kondensatoren parallel geschaltet. Die Gesamtkapazität C_ges der Parallelschaltung ist gleich der Summe der Kapazitäten C₁, C₂, …, C_n. Die Spannung U_ges an der Parallelschaltung ist gleich der Spannung U₁ des ersten Kondensators. Die Gesamtstromstärke I_ges der Parallelschaltung ist gleich der Summe der Stromstärken I₁, I₂, …, I_n.

Spulen in Reihe

Ein weiteres Beispiel für eine Gemischte Schaltung ist die Reihenschaltung von Spulen. In dieser Schaltung werden zwei oder mehrere Spulen in Reihe geschaltet. Die Gesamtinduktivität L_ges der Reihenschaltung ist gleich der Summe der Induktivitäten L₁, L₂, …, L_n. Die Spannung U_ges an der Reihenschaltung ist gleich der Spannung U₁ der ersten Spule. Die Gesamtstromstärke I_ges der Reihenschaltung ist gleich der Summe der Stromstärken I₁, I₂, …, I_n.

Spulen in Parallele

Eine weitere häufig verwendete Gemischte Schaltung ist die Parallelschaltung von Spulen. In dieser Schaltung werden zwei oder mehrere Spulen parallel geschaltet. Die Gesamtinduktivität L_ges der Parallelschaltung ist gleich der Summe der Induktivitäten L₁, L₂, …, L_n. Die Spannung U_ges an der Parallelschaltung ist gleich der Spannung U₁ der ersten Spule. Die Gesamtstromstärke I_ges der Parallelschaltung ist gleich der Summe der Stromstärken I₁, I₂, …, I_n.

Aufgaben zur Gemischte Schaltungen

In diesem Artikel werden wir einige Aufgaben über die gemischten Schaltungen lösen. Wir haben bereits einige Artikel über die Grundlagen der elektronischen Schaltungen veröffentlicht. Wenn Sie diese Artikel noch nicht gelesen haben, empfehlen wir Ihnen, diese zuerst zu lesen, bevor Sie mit den Aufgaben fortfahren.

Aufgabe 1

Finden Sie die Spannung V_A in der Schaltung unten.

Lösung: Wir können die Spannung V_A finden, indem wir den Stromkreis nach dem Schaltkreisgesetz lösen. Dieses Gesetz besagt, dass der Gleichstrom in einem geschlossenen Stromkreis immer den gleichen Wert hat. In diesem Fall ist I_A gleich I_B. Also,

V_A = I_A·R_A = (I_B·R_B)/R_A

= (V_B·R_B)/R_A

= (V_C·R_C)/R_A

= (V_E·R_E)/R_A

= (V_A·R_A)/R_A

= V_A

Wir können also sehen, dass V_A gleich V_B, V_C, V_E ist. Wir wissen auch, dass V_B gleich V_C. Also ist V_A gleich V_E.

Um V_E zu finden, lösen wir den Stromkreis nach dem Schaltkreisgesetz. Wir wissen, dass I_A gleich I_B. Also ist

V_E = I_A·R_E = (I_B·R_B)/R_E

= (V_A·R_A)/R_E

= (V_E·R_E)/R_E

= V_E

Hence, V_A = V_B = V_C = V_E. In dieser Schaltung ist V_A gleich der Spannungsquelle V_S.

Also ist V_A = V_S = 10 V.

Aufgabe 2

Finden Sie die Spannung V_AB in der Schaltung unten.

Lösung: In dieser Schaltung ist V_AB die Spannung zwischen den Punkten A und B. Die Spannung V_AB ist also gleich der Spannung am Widerstand R₂. Um diesen Wert zu finden, lösen wir den Stromkreis nach dem Schaltkreisgesetz. Wir wissen, dass I_A gleich I_B. Also ist

V_AB = I_A·R₂ = (I_B·R₁)/R₂

= (V_B·R₁)/R₂

= (V_C·R₁)/R₂

= (V_AB·R₂)/R₂

= V_AB

Hence, V_AB = V_B = V_C. In dieser Schaltung ist V_AB gleich der Spannungsquelle V_S.

Also ist V_AB = V_S = 10 V.

Aufgabe 3

Finden Sie die Spannung V_X in der Schaltung unten.

Lösung: In dieser Schaltung ist V_X die Spannung am Punkt X. Um diesen Wert zu finden, lösen wir den Stromkreis nach dem Schaltkreisgesetz. Wir wissen, dass I_X gleich I_Y. Also ist

V_X = I_X·R_X = (I_Y·R_Y)/R_X

= (V_Y·R_Y)/R_X

= (V_Z·R_Z)/R_X

= (V_X·R_X)/R_X

= V_X

Hence, V_X = V_Y = V_Z. In dieser Schaltung ist V_X gleich der Spannungsquelle V_S.

Also ist V_X = V_S = 10 V.