Aufgabe Vorschlag C - Aufgabe 2 - Drehstromtechnik · Abitur Hessen Elektrotechnik LK 2022

Thema: Drehstromtechnik · Aus der Prüfung LK (2022)

Aufgabenstellung

Die Zufahrtsschranke wird durch einen Hydraulikzylinder bewegt. Die Hydraulikpumpe wird durch einen Drehstromasynchronmotor angetrieben. Dieser ist als ein symmetrischer Verbraucher anzusehen. Material 4 zeigt das Netzwerk aus dem Drehstromasynchronmotor und den Leuchten im Betriebsfall der Dunkelheit, welcher die größte Netzbelastung darstellt.

2.1

Untersuchen Sie die Schaltung im Material 4. Berechnen Sie die komplexen Außenleiterströme I‾1\underline{I}_1, I‾2\underline{I}_2, I‾3\underline{I}_3 und den komplexen Neutralleiterstrom I‾N\underline{I}_{\text{N}}. [16 BE]

Betrag: A, Winkel: °

Betrag: A, Winkel: °

Betrag: A, Winkel: °

Betrag: A, Winkel: °

2.2

Zeichnen Sie das vollständige, quantitative Zeigerdiagramm der Außenleiterströme sowie des Neutralleiterstroms. [6 BE]

Hinweis: Wenn Sie die komplexen Ströme in Aufgabe 2.1 nicht berechnet haben, sind für die Ströme folgende Werte anzunehmen:

I‾1=3,85 A⋅e−j51∘\underline{I}_1 = 3{,}85\,\text{A}\cdot\mathrm{e}^{-\mathrm{j}51^\circ}, I‾2=5 A⋅e−j175∘\underline{I}_2 = 5\,\text{A}\cdot\mathrm{e}^{-\mathrm{j}175^\circ}, I‾3=2 A⋅ej75∘\underline{I}_3 = 2\,\text{A}\cdot\mathrm{e}^{\mathrm{j}75^\circ}, I‾N=2,53 A⋅e−j144∘\underline{I}_{\text{N}} = 2{,}53\,\text{A}\cdot\mathrm{e}^{-\mathrm{j}144^\circ}

Aufgabenstellung: Aufgabe Vorschlag C - Aufgabe 2 - Drehstromtechnik · Abitur Hessen Elektrotechnik LK 2022

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

2.1 Untersuchen Sie die Schaltung im Material 4

Lösung: Die Schaltung besteht aus einem in Dreieck geschalteten, symmetrischen Verbraucher und aus zwei einphasigen Lampenimpedanzen, die an unterschiedliche Außenleiter angeschlossen sind. Die beiden Ströme der Leuchten ergeben über die Knotenpunktregel den Neutralleiterstrom. Die Ströme zum Motor sind alle gleich groß, da es sich um einen symmetrischen Verbraucher handelt. Alle Ströme des Motors sind um 120° phasenverschoben.

2.1 Berechnen Sie den komplexen Außenleiterstrom I1 (Betrag und Winkel)

Lösung: Betrag: 3,8 A, Winkel: -52,27° / 3,85 A, -51°

2.1 Berechnen Sie den komplexen Außenleiterstrom I2 (Betrag und Winkel)

Lösung: Betrag: 4,98 A, Winkel: -176,65° / 5 A, -175°

2.1 Berechnen Sie den komplexen Außenleiterstrom I3 (Betrag und Winkel)

Lösung: Betrag: 2,08 A, Winkel: 76,89° / 2 A, 75°

2.1 Berechnen Sie den komplexen Neutralleiterstrom IN (Betrag und Winkel)

Lösung: Betrag: 2,52 A, Winkel: -149,75° / 2,53 A, -144°

Komplexer Außenleiterstrom I‾3\underline{I}_3 (Betrag in A und Winkel in °): Betrag

Lösung: 2.08 / 2.0

Komplexer Außenleiterstrom I‾3\underline{I}_3 (Betrag in A und Winkel in °): Winkel

Lösung: 76.89 / 75

Komplexer Neutralleiterstrom I‾N\underline{I}_{\text{N}} (Betrag in A und Winkel in °): Betrag

Lösung: 2.52 / 2.53

Komplexer Neutralleiterstrom I‾N\underline{I}_{\text{N}} (Betrag in A und Winkel in °): Winkel

Lösung: -149.75 / -144

2.2 Zeichnen Sie das vollständige, quantitative Zeigerdiagramm der Außenleiterströme sowie des Neutralleiterstroms

Lösung:

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