Theoretische oefeningen Elektriciteit
Theoretische oefeningen Elektriciteit
Theoretische oefeningen Elektriciteit
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
100904011586<br />
<strong>Theoretische</strong> <strong>oefeningen</strong> <strong>Elektriciteit</strong><br />
Bachelor in de industriële wetenschappen: informatica<br />
<strong>Elektriciteit</strong><br />
uitgave 2010<br />
verantwoordelijke uitgever<br />
ir. Luc Deweerdt<br />
ing. Paul Van Der Haeghen
<strong>Elektriciteit</strong> 3874/31/1011/l/29<br />
Academiejaar: 2010-11<br />
Opleiding: ABA-IWINF- Bachelor in de industriêle wetenschappen: informatica<br />
Studieomvang: 6 studiepunten Trajectschljf: 1<br />
Gewicht: 6,00<br />
Totale studietijd: 170,00 Uren<br />
Dit opleidingsanderdeel wordt gequoteerd op 20 (tot op een geheel getal).<br />
Tweede examenkans: wel mogelijk.<br />
Deliberatie-Info: onder bepaalde voorwaarden kunnen tekorten op dit opleidingsonderdeel gedelibereerd worden.<br />
Niveau:<br />
Coördinator:<br />
Andere docenten:<br />
Talen:<br />
Tljdsorganisatle:<br />
Inleidend<br />
Deweerdt Luc<br />
Sergeant Peter<br />
Nederlands<br />
Semester 1<br />
Omschrijving Studiematerialen (tekst): Verplicht<br />
Cursus elektriciteit + <strong>oefeningen</strong>bundel<br />
Omschrijving Onderwijsorganisatie (tekst)<br />
Hoorcolleges gecombineerd met continue vraagstelling teneinde het wetenschappelijk en logisch denken van de studenten te stimuleren.<br />
In aansluiting en in overeenstemming met de colleges worden <strong>oefeningen</strong> gegeven.<br />
Omschrijving Onderwijsorganisatie (lijst)<br />
Onderwijs-, leer- en evaluatieactiviteiten<br />
Hoorcollege (36,00 uren)<br />
Werkcollege (24,00 uren)<br />
Zelfstudie (110,00 uren)<br />
Omschrijving Begincompetenties (tekst)<br />
Wiskunde: lineaire vergelijkingen, afgeleiden, integralen en complexe getallen.<br />
Omschrijving Eindcompetenties (tekst)<br />
Kemcompetentie:<br />
De student moet in staat zijn om theoretische en praktische inzichten betreffende elektridteit correct te hanteren binnen ingenieurstechnische probleemstellingen. (SCAl)<br />
Ondermeer:<br />
Inzicht hebben in elektrische netwerken, met kennis van de verschillende oplosslngstechnieken<br />
In staat zijn oni theoretische elektrische begrippen te verduidelijken aan de hand van praktische voorbeelden<br />
In staat zijn om elektrische netwerken op een efflclênte manier op te lossen en de oplossing kritisch te Interpreteren en eventuele fouten op te sporen.<br />
Algemene competentie 1:<br />
De student moet in staat zijn om blijvend kritisch, creatief en wetenschappelijk te denken en te redeneren. (ACl)<br />
Algemene competentie 2:<br />
De student moet In staat zijn om inzichtelijke verbanden te leggen tussen verschmende wetenschappelijke disciplines om technische problemen en processen te begrijpen. (AIC3)<br />
Omschrijving Begeleiding<br />
Monitoraat.<br />
Vraagstelling na de les of op afspraak.<br />
Vakantiecursus In september.<br />
Omschrijving Doelstellingen<br />
<strong>Elektriciteit</strong> is een basisbehoefte in het dagelijkse leven en zeker in de industrie.<br />
Een ingenieur hoort dus zeer goed op de hoogte te zijn van alle basisprincipes, basiswetten en basistechnieken van de elektriciteit, ze moeten deze dus ook kunnen<br />
verklaren en leren hanteren. Inzicht krijgen in elektrische netwerken door de verschillende technieken in te oefenen.<br />
Omschrijving Inhoud<br />
Het gelijkstroomgedeelte omvat de kennismaking met grootheden, eenheden en basiswetten van de elektrotechniek, het schakelen van weerstanden en verschillende technieken om<br />
netwerken op te lossen.<br />
In het gedeelte magnetisme wordt het magnetisch veld In het algemeen bestudeerd. Nadien wordt veel aandacht besteed aan de elektromagnetische Inductie teneinde de principewerking<br />
van motoren en generatoren te begrijpen.<br />
Binnen het gedeelte elektrostatica worden krachtenvelden, het begrip potentiaal, condensatoren en het polarisatieverschijnsel behandeld.<br />
In de wisselstroomtheorie wordt vooral aandacht besteed aan de complexe voorstelling.<br />
Omschrijving Evaluatie (tekst)<br />
Theorie: schriftelijk examen<br />
Oefeningen: permanente evaluatie :er zijn twee schriftelijke testen voorzien<br />
Wegingscoëfficiënt: theorie 60%, <strong>oefeningen</strong> 40%<br />
De beoordeling en het tot stand komen van de eindquotatie van opleidingsonderdelen gebeurt via het wiskundige gemiddelde volgens de toegekende coëfficiënten. Indien<br />
nochtans op één van de onderscheiden vakken (delen van opleidingsonderdelen) 7 of minder op 20 wordt behaald, kan worden afgeweken van deze rekenkundige<br />
1 Q/{\Q/')()1 {\
erekening van de eindquotatie van het opleidingsonderdeel en kunnen de punten bij consensus worden toegekend.<br />
Trefwoorden<br />
<strong>Elektriciteit</strong>, magnetisme, elektrische netwerken, elektrostatica, wisselstroom<br />
Studiekosten<br />
20(
Hoofdstuk 1<br />
ELEKTROSTATICA<br />
TIIEORETISCHE OEFENINGEN ELEKTRICITEIT 1 o KAN.<br />
WET VAN COULOMB.<br />
1) Bereken de kracht tussen twee puntladingen Q1 en Q2 van respectievelijk+ 1,8.10- 3 C en<br />
+2,4.1 o- 4 C die zich bevinden in het vacuüm, als hun onderlinge afstand 4 cm bedraagt.<br />
2) Twee metalen bollen dragen ladingen van respectievelijk +0,08 !lC en -0,06 !lC. De<br />
afstand tussen de middelpunten van de bollen bedraagt 12 cm.<br />
Bepaal de wederzijdse inwerkingen op deze bollen als ze zich bevinden in lucht.<br />
3) Twee identieke elektrische ladingen oefenen op elkaar een afstotingskracht uit van<br />
0,035 N. Hun onderlinge afstand is 10 cm en ze bevinden zich in olie met een Er van 3.<br />
Bereken de grootte van deze ladingen.<br />
4)Twee positieve elektrische ladingen van respectievelijk 75. 10- 4 C en 760.10- 6 C bevinden<br />
zich op 20 cm van elkaar verwijderd in een ruimte met Er= 8.<br />
Bepaal de zin en de grootte van de kracht.<br />
5) Bepaal de kracht op twee puntladingen met waarden van respectievelijk Q 1 = 0,8.10- 6 C<br />
en Q2 = 1,6.10- 6 C die zich bevinden in het vacuüm. De afstand tussen de ladingen<br />
bedraagt 20 cm.<br />
6) Bereken de krachtwerking tussen twee éénheidsladingen welke zich in de lucht op 1 km<br />
van elkaar bevinden.<br />
7) Bereken de kracht tussen twee He-kernen (zonder elektronen, dus a-deeltjes) die zich<br />
bevinden op een afstand van 1 o- 10 cm.<br />
8) Twee gelijke ladingen oefenen in lucht op elkaar een afstotingskracht uit van 0,5 N als<br />
ze geplaatst zijn op een onderlinge afstand van 14 cm.<br />
Bepaal de grootte van deze ladingen.<br />
9) Er zijn twee gelijke puntladingen welke zich in het luchtledige bevinden zodanig dat ze<br />
op elkaar een kracht uitoefenen van 0,144 N.<br />
Bepaal deze ladingen, indien de onderlinge afstand 5 cm is.<br />
1 0) Een elektrische lading van 2, 4. 10- 5 C oefent op een tweede lading van -3,8.10- 6 C een<br />
aantrekkingskracht uit van 1,5 N. De onderlinge afstand tussen de twee ladingen bedraagt<br />
1,6 cm. Bepaal de waarde van Er.<br />
Blz. Stat. 1<br />
DEWEERDTL. VAN DER HAEGHEN P.
THEORETISCHE. OEFENINGEN ELEKTRICITEIT 1 o KAN.<br />
POTENTIAAL<br />
POTENTIAALFUNCTIE<br />
VERRICHTE ARBEID BIJ VERPLAATSINGVAN LADINGEN<br />
30) Bereken de potentiaal in een punt gelegen op 8 cm afstand van een elektrische lading<br />
Q = -84.1 o- 6 C in een midden waarvan de relatieve permittiviteit Er = 6.<br />
31) Bereken de potentiaal in een punt gelegen op 12 cm afstand van een elektrische lading<br />
Q = +46.10- 4 C in een midden waarvan de relatieve permittiviteit Er= 7.<br />
32) Hoe groot is het potentiaalverschil tussen twee punten op respectievelijk 5 en 8 cm<br />
van een elektrische lading Q = -6,4.10- 3 C in een midden waarvan de relatieve permittiviteit<br />
Er = 5 bedraagt.<br />
33) Een puntlading van Q1 = +2f...LC verplaatst zich in een elektrostatisch veld veroorzaakt<br />
door een puntlading Q2 = +5f...LC van A naar B. De afstanden zijn respectievelijk rA= 6cm<br />
en rB = 15cm. Bepaal het potentiaalverschil tussen A en B en de verrichte arbeid door de<br />
lading Q1 = +2f...LC. De ladingen bevinden zich in lucht.<br />
'<br />
34) Een puntlading Q1 = +0,4f...LC wordt verplaatst in een elektrostatisch veld veroorzaakt<br />
door een puntlading Q2 = +0,8J.1C. De verplaatsing gebeurt van A gelegen op rA= 0,4m<br />
van die puntlading naar een verder gelegen punt B. Het potentiaalverschil tussen A en B<br />
bedraagt U = 1 OOOV. Het diëlektricum is lucht. Bepaal de verrichte arbeid W en de<br />
afstand fB.<br />
35) Bereken de arbeid nodig om een lading Q1 = 26f...LC van een punt op lOcm naar een<br />
punt op 4cm afstand te brengen van een lading Q2 = 52f...LC, welke zich in een midden<br />
bevindt met relatieve permittiviteit Er= 8.<br />
36) In een bepaald punt van een elektrisch veld heerst een potentiaal van 3650V. Om een<br />
elektrische lading van Q = 200f...LC vanuit dit punt naar een ander punt te brengen is er een<br />
arbeid nodig van W = +0,33J. Bereken de potentiaal van dit tweede punt. Welke waarde<br />
zou de potentiaal hebben in dat tweede punt indien de arbeid W = -0,33J zou zijn?<br />
37) Bereken de potentiaal en de veldsterkte in puntenMen P (zie onderstaande figuur)<br />
welke zich bevinden in een elektrostatisch veld veroorzaakt door twee tegengestelde<br />
ladingen met een absolute waarde van Q = 1 o- 10 C .<br />
Bereken tevens de arbeid om een lading Q3 te verplaatsen van M naar P .<br />
Blz. Stat. 6<br />
DEWEERDTL. VAN DER HAEGHEN P.
. TlffiORETISCHE OEFENINGEN ELEKTRICITEIT l o KAN.<br />
39) Twee metalen bollen met ladingen van +12 J.!C voor de eerste en -18 J.!C voor de<br />
tweede bevinden zich in transformatorolie waarvan de relatieve permittiviteit Er = 2,2. Hun<br />
onderlinge afstand t.o.v. de middelpunten van de bollen bedraagt 2 cm. Met welke kracht<br />
werken ze op elkaar in? We verbinden nu de beide bollen met elkaar, zodat er<br />
ladingsoverdracht mogelijk is. Hierna plaatst men de bollen op 3 cm van elkaàr. Hoeveel<br />
bedragen de nieuwe ladingen van beide bollen, als men weet dat de eerste bol een diameter<br />
heeft van 5 mm, terwijl de tweede bol een diameter heeft van 10 mm. Hoe groot is de<br />
krachtinwerking nu?<br />
Voor de verbinding<br />
2cm<br />
Na de verbinding<br />
transformatorolie<br />
transformatorolie<br />
Blz. Stat. 8<br />
DEWEERDTL. VAN DER HAEGHEN P .
THEORETISCHE OEFENINGEN ELEKTRICITEIT 1 Cl KAN.<br />
48) Bereken de straal van een metalen bol opdat de capaciteit 50 pF zou bedragen.<br />
Bereken potentiaal en veldsterkte van de bol als er lading van I o- 7 C is op aangebracht.<br />
49) Een vlakke luchtcondensator met een overlappingsoppervlakte van 50 cm 2 en een<br />
plaatafstand van I cm bezit een lading van 0,2 J..!C.<br />
Bereken de capaciteit, de spanning tussen de platen, de diëlektrische verplaatsingsvector<br />
en de veldsterkte van deze condensator.<br />
50) Een éénaderige papier-loodkabel van 3 km lengte heeft een aderdiameter van I6 mm<br />
en een binnendiameter van de loodmantel van 34 mm. Het in olie gedrenkt papier heeft een<br />
relatieve permittiviteit van Er = 3,6.<br />
Bereken de capaciteit tussen ader en loodmantel.<br />
Bereken eveneens de lading van deze kabel als tussen de geaarde loodmantel en de ader<br />
een potentiaalverschil staat van 24 kV.<br />
5I) Bepaal de capaciteit van een glazen buis met een binnendiameter 8 mm, een lengte van<br />
0,8 m en een glasdikte van 1,2 mm. De buis is zowel aan de binnenzijde als aan de<br />
buitenzijde bedekt met een laagje kwik de relatieve permitiviteit van het gebruikte glas<br />
bedraagt Er = 8.<br />
52) Bereken de capaciteit van een cilindrische luchtcondensator met volgende afinetingen:<br />
een lengte van 40 mm en als respectievelijke elektroden diameters 24 mm en 36 mm.<br />
Bepaal eveneens de minimum- en de maximumveldsterkte als de condensator op een<br />
potentiaalverschil staat van 2 kV.<br />
53) Op een vlakke luchtcondensator met overlappingsoppervlakte A = 1800 cm 2 en een<br />
plaatafstand van 1 = 0,5 cm staat een spanning van Do= 1,2 kV.<br />
Bepaal de veldsterkte en de lading van de condensator.<br />
Wat gebeurt er met de veldsterkte en lading als de condensator van de bron ontkoppeld<br />
wordt en de lucht die zich tussen de elektroden bevindt vervangen wordt door paraffine<br />
welke een relatieve permittiviteit heeft van Er= 2.<br />
54) Bepaal de capaciteit, lading en veldsterkte van de condensator uit opgave nr.53 als de<br />
spanning Do = 1,2 kV aangesloten blijft bij het vervangen van het diëlektricum met<br />
paraffine.<br />
55) Een cilindrische luchtcondensator met als stralen voor de binnenmantel r 1 = 0,5 cm en<br />
de buitenmantel r2 = 2,5 cm heeft een lengte van 20 cm en wordt aangesloten op een<br />
spanning van Do= 20 kV.<br />
Bepaal de capaciteit Co, de lading Qo en de veldsterktes Emin en Emax tussen de elektroden.<br />
Hoe zullen deze grootheden veranderen als men de spanning op de condensator wegneemt<br />
en een glazen buis van 2 cm dikte tussen de elektroden inbrengt. De relatieve permittiviteit<br />
van dit glas bedraagt Er = 5.<br />
Blz. Stat. l 0<br />
DEWEERDTL. VAN DER HAEGHEN P.
THEORETISCHE OEFENINGEN ELEKTRICITEIT 1 o KAN.<br />
1 0) Bepaal de soortelijke weerstand van smeedijzer bij een temperatuur van 250°C,<br />
11) Een ijzerdraad heeft bij 100°C een weerstand van 7,25 !l Welk is zijn weerstand bij<br />
0°C?<br />
12) Een weerstand van chroomnikkel-draad van 0,5 mm diameter neemt bij 220 V een<br />
stroom op van 4 A De temperatuur is dan 200°C. Bereken de totale lengte van de draad<br />
en de stroomsterkte in deze draad bij 15°C als de spanning 220 V blijft.<br />
13) Een dynamo levert 60 A en in het anker (beweegbaar gedeelte van de dynamo) ervan<br />
treedt er dan een spanningsval op van 11,7 V bij een temperatuur van 15°C. Na een<br />
bepaalde tijd is de temperatuur zodanig gestegen dat er een spanningsval van 13,2 V<br />
wordt vastgesteld bij eenzelfde stroom. Bereken deze hogere temperatuur indien de<br />
ankergeleiders vervaardigd zijn uit koper.<br />
14) Van een spoel in Cu-draad van een elektromagneet weet men dat ze bij 24 V een<br />
stroom opneemt van 0,4 A De temperatuur van de spoel is 15°C. De doorsnede van de<br />
draad is 0,78 mm 2 . Bereken de totale lengte van de draad en de opgenomen stroom bij<br />
45°C, als de spanning constant blijft.<br />
15) We hebben een weerstand van 30 .0 nodig en beschikken daarvoor over<br />
nikkelinedraad van 0,21 mm 2 . Bepaal de benodigde draadlengte indien de weerstand 30 Q<br />
dient te zijn bij 15°C.<br />
16) Bij een elektro-thermometer is de sensor vervaardigd uit platina. Bij een temperatuur<br />
van 20°C heeft hij een weerstand van 20 n. Na een tijd in een oven geplaatst te zijn<br />
wijzigt de weerstand naar 29,6 Q. Bepaal de temperatuur van de oven.<br />
17) Bepaal de weerstand van een telegraaflijn in smeedijzer. De gebruikte draad is 150 km<br />
lang en heeft een diameter van 4 mm.<br />
18) Een gloeidraad heeft een weerstand van 100 .0 bij 15°C. Bij een temperatuur van<br />
1515°C is de weerstand 600 .Q geworden. Bereken de temperatuurscoë:fficiënt van dit<br />
metaaL<br />
19) Een element van een klassieke kookplaat in nichroom heeft een weerstand van 12 Q<br />
bij 15°C. Bereken de stroomsterkte op het moment dat het toestel wordt aangesloten op<br />
een spanning van 48 V. Wanneer daarna de temperatuur toeneemt tot 265°C, hoe groot is<br />
dan de stroomsterkte?<br />
20) De temperatuur van een oven wordt gemeten bij middel van een<br />
weerstandsverandering van een platinadraad. Bij 0°C is de weerstand 100 Q. Wat is de<br />
waarde van de temperatuur in de oven als de weerstandswaarde gewijzigd is naar 340 .0?<br />
Blz. Gel. 2<br />
DEWEERDTL. VAN DER I-IAEGHEN P
TI:IE:ORETISCHE OEFENINGEN ELEKTRICITEIT 1 o KAN.<br />
21) Men wil om koper uit te sparen, een koperen geleider vervangen door een geleider<br />
vervaardigd in aluminium. De diameter van de koperen geleider bedroeg 4 mm. Hoeveel<br />
moet de diameter bedragen van de aluminium geleider als we er moeten voor zorgen dat<br />
de weerstand niet mag wijzigen?<br />
22) Twee geleiders bestaan uit hetzelfde materiaal. De tweede is echter zesmaallanger dan<br />
de eerste en zijn weerstand is 13,5 maal kleiner. Als diameter van de eerste draad 3 mm<br />
bedraagt, hoe groot is dan de diameter van de tweede?<br />
23) De gloeistroom in de wolframgloeidraad van een gloeilamp bedraagt normaal 0,5 A bij<br />
een spanning van 130 V. De gloeitemperatuur is 2350°C. Hoe groot is de inschakelstroom<br />
als de omgevingstemperatuur 20°C bedraagt?<br />
24) Een gloeilamp van 100 W I 220 V heeft een wolframgloeidraad waarvan de<br />
bedrijfstemperatuur 3000°C. Bepaal de bedrijfsstroom en de inschakelstroom van deze<br />
lamp als de omgevingstemperatuur 20°C is.<br />
25) Bij een temperatuur van 18°C meet men in een spoel vervaardigd uit koperdraad en<br />
aangesloten op een spanning van 80 V een stroom van 6,5 A Na opwarming door zijn<br />
eigen stroom (Joule-effect), en bij een constante spanning wordt de stroom 5,2 A Welke<br />
temperatuur heeft de spoel bereikt?<br />
26) Bij 20°C heeft een wolframgloeidraad van een metaaldraadlamp een weerstand van<br />
18,6 0. De lamp heeft verder volgende gegevens: 200 W I 220 V. Bepaal de<br />
gloeitemperatuur van de lamp.<br />
27) De weerstand van een geleider bedraagt 5 Q bij 15°C en 5,225 Q bij 65°C. Bepaal de<br />
temperatuurscoë:fficiënt van deze geleider.<br />
28) Wat is de weerstand van 20 m nikk:elinedraad van 2 mm 2 bij 130°C?<br />
29) Bepaal de soortelijke weerstand en het soortelijk geleidingsvermogen van mailleehort<br />
bij 500°C.<br />
30) De veldwikkeling (zorgt voor het magnetisch veld) van een elektromotor vervaardigd<br />
uit koper heeft een weerstand van 500 Q bij 20°C. Hoeveel wordt de weerstand bij 62°C?<br />
31) Een gloeilamp is gemaakt uit wolframdraad van 0,024 mm diameter en een lengte van<br />
62 cm. Bereken de weerstand bij 0°C en bij 2200°C.<br />
32) Bij welke temperatuur verdubbelt de weerstand van een koperdraad indien de<br />
uitgangstemperatuur 20°C bedraagt?<br />
Blz. Gel. 3<br />
DE\VEERDT L. VAN DER HAEGHEN P.
1HEORETISCHE OEFENINGEN ELEKTRICITEIT 1 o KAR<br />
33) Een voorschakelweerstand van 350 Q bij 20°C is gemaakt uit nikkeldraad. Door<br />
opwarming verhoogt zijn waarde tot 450 n. Welk is zijn temperatuur?<br />
34) Op hoeveel procent van zijn normale waarde valt de stroom in een koperen geleider<br />
terug als de temperatuur stijgt van 20°C naar 65°C.<br />
35) Welke weerstand heeft de koolstofgloeidraad van een gloeilamp bij 20°C en 1600°C<br />
(witgloeiend) als de draad 18 cm lang en 0,6 mm dik is?<br />
3 6) Een leiding vervaardigd uit koper, gaat van een elektriciteitsbron naar een verbruiker<br />
welke 1 km verder is gelegen. Als de leiding een doorsnede heeft van 70 mm 2 , hoe groot is<br />
dan zijn weerstand bij 20°C?<br />
37) Hoe lang is de draad in chroomnikkel met diameter 0,45 mm die in een kookplaat van<br />
5 5 n bij 20°C verwerkt is?<br />
38) Een koperen leiding van 10 mm 2 moet door een aluminium leiding vervangen worden.<br />
Als de weerstand identiek moet blijven, wat is dan de benodigde diameter?<br />
39) Langs beide zijden van een glazen plaat van 6 mm dik bevindt zich een metalen plaat<br />
van 1 op 2 meter. De soortelijke weerstand van glas bedraagt: p = 10 14 O.m. Hoe groot is<br />
de elektrische stroom die door het glas lekt bij een spanning van 3 kV tussen de metalen<br />
platen?<br />
40) Het omhulsel in lood van een sterkstroomkabel heeft een buitendiameter van 30 mm<br />
en een binnendiameter van 24 mm. Hoe groot is de weerstand van 50 m loodmantel bij een<br />
temperatuur van 15°C?<br />
41) Een spoel is vervaardigd uit koperdraad met een diameter van 0,5 mm. De gemiddelde<br />
middellijn van de windingen is 3 cm. De totale weerstand van de spoel bedraagt 400 Q bij<br />
25°C. Hoeveel bedraagt het aantal windingen van de spoel?<br />
42) Bereken de weerstand van een twee-aderige kabel vervaardigd uit koper. De lengte<br />
van de kabel is 1,14 km en de aderdoorsnede bedraagt 2,5 mm 2 . De kabeltemperatuur<br />
bedraagt 15°C.<br />
43) Bereken de doorsnede van de aanvoerleiding in aluminium met lengte 150 m, die een<br />
dynamo moet verbinden met een motor die bij 120 V een stroom opneemt van 20A. De<br />
dynamo heeft een klemmenspanning van 127 V en de leidingstemperatuur bedraagt 20°C.<br />
44) Het inwendige spanningsverlies in het anker van een dynamo die een stroom levert van<br />
75 A, bedraagt bij het begin van de werking 12 V bij een temperatuur van l5°C. Na<br />
zekere tijd neemt men een spanningsverlies van 14,4 V waar. Hoe hoog is de temperatuur<br />
van het anker nu?<br />
Blz. Gel. 4<br />
DEWEERDTL. VAN DER HAEGfiEN P.
TBEORETISCHE OEFENINGEN ELEKTRICITEIT .1 o KAN ..<br />
45) Tussen de koperen aders van een ondergrondse telefoonleiding met een lengte 150 m<br />
en een aderdiameter van 0,6 mm, is er ergens kortsluiting opgetreden. Om de plaats van de<br />
kortsluiting te bepalen worden er nu nauwkeurige weerstandsmetingen uitgevoerd op<br />
beide uiteinden van de kabel. Men meet aan het ene uiteinde van de kabel een weerstand<br />
van Rt = 10,85 Q en aan het andere uiteinde R2 = 13,02 Q, en dat bij 20°C. Waar is de<br />
fout gelegen en wat is de overgangsweerstand van de kortsluiting?<br />
46) Wij willen een weerstand van smeedijzerdraad maken die bij 300°C een waarde moet<br />
hebben van 50 n. Welke draadlengte van 2 mm 2 moeten wij gebruiken?<br />
4 7) Een metaaldraad van 200 m lang en 3 mm 2 doorsnede heeft bij een onbekende<br />
temperatuur een weerstand van 17,5 n. Als bij ooc de temperatuurscoëfficiënt gelijk is<br />
aan 0,005 1/K en de soortelijke weerstand 15.10- 8 Om, welk is dan deze temperatuur?<br />
48) Een elektromotor is verbonden met de hoofdschakelaar door tussenkomst van een<br />
leiding van 20 m lengte en met een doorsnede van 25 mm 2 . Bereken de weerstand van de<br />
koperleiding bij 20°C en bij 50°C.<br />
49) Bereken de spanningsval in bovenstaande leiding bij een maximaal toegelaten<br />
stroomdichtheid van 7,2 A/mm 2 en bij 20°C.<br />
50) Bepaal de procentuele fout bij een voltmeter, wanneer de lezing gebeurt bij 25°C in<br />
plaats van bij 15°C, als men weet dat R1s = 2500 n en dat a = 0,004 1/K.<br />
Blz. Gel. 5<br />
DEVo/EERDT L. VAN DER HAEGHEN P.
45)<br />
46)<br />
47)<br />
E<br />
E<br />
DEWEERDTL.<br />
.1HEORETISCIIE0EFENJNGEN'ELEKTRJCITEIT1° KAN.<br />
u<br />
Blz. N'etwrk. 13<br />
Bepaal de stroomsterkte Is<br />
evenals de spanning U als de<br />
voltmeter een spanning aanduidt<br />
van24 V.<br />
R1 = ?0<br />
R2 = 60<br />
R3 = 50<br />
Rt = 80<br />
Rs = 12 0<br />
"&; = 60<br />
Bepaal de waarde van R3 als de<br />
spanningsval over deze weerstand 25 V<br />
moet bedragen.<br />
E = IOOV<br />
Bepaal de waarde van R3 als het verbruikte<br />
vermogen in de weerstand R 1 een waarde<br />
heeft van 20 W.<br />
E=50V<br />
VAN DER HAEGHEN P.
Hoofdstuk 4 , 5 & 6<br />
1)<br />
MAGNETISME<br />
&<br />
ELEKTROMAGNETISME<br />
Bepaal de veldsterkte in een punt P1 op 0,2 m afstand van een<br />
geleider met lengte .e = 1 m waarin een stroom vloeit van I = 60 A,<br />
als dit punt even ver ligt van beide uiteinden.<br />
Hoeveel wordt de veldsterkte indien men een punt P 2 beschouwt<br />
recht tegenover één van de uiteinden van deze geleider?<br />
Het geheel bevindt zich in lucht.<br />
2) Hoe groot wordt in bovenstaande opgave de veldsterkte op 0,2 m van de geleider<br />
indien hij oneindig lang is.<br />
3) Bepaal de waarde, richting en zin van de magnetische inductie veroorzaakt door een<br />
rechthoekige stroomvoerende geleider in het punt A dat het snijpunt is van de diagonalen.<br />
De geleider bevindt zich in lucht en wordt doorlopen door een stroom van I = 5 A<br />
DEWEERDTL.<br />
I<br />
r ··· .. .<br />
Blz. Magnetisme 1<br />
..0<br />
b = IOcm<br />
.e = 20 cm<br />
VAN DER HAEGHEN P.
.rnEORETISCHE OEFENINGENELEiÖRicrrEITt:KAN: .<br />
15) Een solenoïde met lengte I!= 20 cm en een doormeter D = 4 cm bevat 500 windingen<br />
die doorlopen worden door een stroom I = 20 A Bepaal de inductie in de aangeduide<br />
punten A en B gelegen op de aslijn van de solenoïde.<br />
16) Bepaal de veldsterkte in het punt P, op de as van een platte spoel met 100 windingen<br />
waarin een stroom van 2 A vloeit. P ligt in het spoelvlak Zoek ook de veldsterkte voor<br />
punt M gelegen 4 cm buiten de spoel. De spoeldiameter D = 5 cm.<br />
17) Bepaal de veldsterkte in het midden van een spoel met 1200 windingen. De<br />
spoellengte bedraagt R = 10 cm en de spoeldiameter D = 4 cm. De stroom door de spoel<br />
heeft een waarde van I = 8 A.<br />
Welk is tevens de veldsterkte in een punt van de spoelas gelegen op 2 cm van één van de<br />
uiteinden.<br />
18) Hoe groot is het aantal A.W. van een spoel waarvan de lengteR = 20 cm en diameter<br />
D = 8 cm indien in het midden van de spoel de veldsterkte 1000 Nm bedraagt.<br />
19) Gegeven een solenoïde heeft een lengte R = 20 cm, diameter d = 4 cm en een<br />
windingendichtheid van 20 w/ cm. De stroom door de solenoïde bedraagt I = 2 A<br />
1) bereken de veldsterkte in het midden M en op het einde A op de aslijn gelegen;<br />
bereken tevens de inductie en de flux als de spoel geen ijzer bevat; bereken<br />
tevens deze grootheden als de kern uit gietijzer bestaat.<br />
2) Bereken tevens de zelfinductiecoëfficiënt en de geïnduceerde spanning in de<br />
spoel als de uitschakeltijd ts = 0,02 sis;<br />
3) Bereken de relatieve permeabiliteit van het gietijzer.<br />
20) Een bekrachtigingspoel van een luidspreker heeft 18300 windingen. De weerstand van<br />
de spoel bedraagt R = 1402 n, neemt een vermogen op van P = 2,57 W en brengt een<br />
flux q, = 1,2.10 4 Wb voort. Hoe groot is de zelfinductiecoëfficiënt van de spoel?<br />
21) Een ringspoel (toroïde) op lucht heeft een gemiddelde diameter dgem. = 20 cm. Welke<br />
stroom moet er door de spoel met 5000 windingen vloeien om binnen de spoel op de<br />
middendiameter een inductie B = 0,01 T te bekomen.<br />
Blz. Magnetisme 5<br />
DEWEERDTL. VAN DER HAEGHEN P.
64) Een rechte geleider met een lengte 1! = 0,5 m beweegt met een snelheid v = 20 mis<br />
onder een rechte hoek door een magnetisch veld met een inductie van B = 1,8 T. De<br />
uiteinden van de geleider worden verbonden over een weerstand van R =1,6 0.. De<br />
weerstand van de beweegbare geleider en de verbindingsdraden Ro = 0,2 .Q. Bepaal de<br />
stroom en het mechanisch vermogen nodig om de tegenwerkende kracht van het<br />
magnetisch veld te overwinnen.<br />
65) De windingen van een transformator hebben respectievelijk L1 = 6,1 H en L2 = 0,08 H<br />
en de koppelingscoë:fficiënt bedraagt k = 0,9. Bepaal de emsgeïnduceerd in beide spoelen<br />
als de primaire stroom toeneemt met 1000 Als.<br />
66) Een spoel met N = 600 windingen en een gemiddelde doorsnede van A = 50 cm 2<br />
bevindt zich in een magnetisch veld met gelijkmatig toenemende inductie. In 15 ms,<br />
vertrekkende van B = 0 T wordt een inductie bereikt van B = 1,2 T. Bepaal de ems in elke<br />
winding en in de volledige spoel geïnduceerd.<br />
67) We hebben een toroïdale spoel gewonden op een non-ferromagnetische kern met<br />
gemiddelde lengte f!g = 100 cm en een doorsnede A= 20 cm 2 . Bepaal het aantal windingen<br />
N van deze spoel als een verandering van de spoelstroom met 200 Als een ems E = 30 V<br />
teweegbrengt.<br />
68) Een solenoïde met N = 1200 heeft een zelfinductiecoëfficiënt van L =20 mH. Welke<br />
magnetische flux wordt er in deze spoel voortgebracht door een stroom van I = 5 A<br />
Indien deze spoel een ohmweerstand heeft van R = 12 Q, hoe lang duurt dan het<br />
overgangsverschijnsel in deze spoel? Hoe groot is na t = 20 ms na het sluiten van de keten<br />
de stroom I?<br />
69) Een spoel met N = 25 van 14 cm bij 8 cm wordt in een tijd van t = 0,1 s verwijderd<br />
van voor een magneetpool met een inductie van B = 0,6 T. Bepaal de geïnduceerde ems in<br />
de wikkeling.<br />
70) Een rechthoekige magneetpool heeft als afinetingen Ap = 0,8 men Bp = 0,6 m, welke<br />
een flux voortbrengt van p = 0,576 Wh.<br />
Voor de noordpool van de magneet verplaatst zich een rechthoekige winding met een<br />
snelheid van v = 3 mis en de afinetingen bedragen Aw = 0,6 men Bw = 0,4 m. Op het<br />
tijdstip t = 0 bevindt de rechter spoelzijde van de winding zich op x = 0,2 m van de linker<br />
poolzijde (zie figuur).<br />
Bepaal onderstaande grafisch in functie van de afgelegde weg x:<br />
1) de flux door de winding (= f(x))<br />
2) de opgewekte ems (E = f(x))<br />
Bepaal het joule effect Pj als Rw = 0,2 0..<br />
Bepaal tevens de waarde en zin van de opgewekte ems in zowel de linker EL als de rechter<br />
ER zijde van de winding voor de volgende standen 1,2 en 3 (zie figuur).<br />
Bereken ook de totaal ontwikkelde elektrische energie.<br />
Blz. Magnetisme 15<br />
DEWEERDTL. VANDERHAEGHENP.
70. 1) Voor x=Om tot x=0,2m is ct>=OWb. Voor x=0,2m tot x=0,6m neemt ct> lineair toe<br />
van Om Wb tot 192m Wb. Voor x=0,6m tot x=0,8m is cl>= 192 m Wb. Voor x=0,8m<br />
tot x= 1,2m neemt ct> lineair af van 192m Wb tot Om Wb.<br />
2) Voor x=Om tot x=0,2m is E=OV. Voor x=0,2m tot x=0,6m is E=1,44V.<br />
Voor x=0,6m tot x=0,8m is E=OV. Voor x=0,8m tot x=1,2m is E=-1,44V.<br />
3) Pj=1,0368W<br />
4) Stand 1: E=I,44V in rechtse geleider<br />
Stand 2: E=1,44V in linkse geleider<br />
Stand 3: in elke geleider wordt 1,44V opgewekt, doch de spanningen staan in<br />
oppositie, dus E=OV<br />
5) W=0,276J<br />
71. Gemiddelde waarde over 1 periode is nul.<br />
Gemiddelde waarde over halve periode: E 8 em=9,216V<br />
72. W=l6J<br />
73 . F=7,2N (verticaal naar boven) W=2,88J<br />
Blz. Magnetisme 21<br />
DEWEERDTL. VAN DER HAEGHEN P .
THEORETISCHE OEFENINGENELEKTRICITEIT 1 a KAN ..<br />
23) Een RLC-serieketen waarin R=34Q, L=1,6H en C=lOJlF is parallel geschakeld met een<br />
RL-serieketen waarin R=10Q en L=0,3H. Over deze schakeling wordt een spanning<br />
aangebracht van 230V 50Hz. Bepaal de totale impedantie, de totale stroomsterkte en de<br />
verschuiving tussen de totale stroomsterkte en de aangelegde spanning.<br />
24) Gegeven de volgende parallelketen; bepaal de totale stroom It en Zeq (equivalente<br />
impedantie). Teken het UI-diagram. Bepaal de drie deelstromen.<br />
lOQ<br />
80<br />
-6j 0<br />
25) Bepaal in volgende keten de stromen en deelspanningen over elk element van de keten en<br />
de totale stroom die geleverd wordt door de bron. Teken het UI-diagram. Bepaal Zeq door<br />
u - z, ·Z 2<br />
-=- en door zeq = .<br />
I z, + Z 2<br />
100<br />
-4jQ<br />
26) Een RC-serieketen waarin R = 1 OOQ en C=28 JlF is parallel geschakeld met een RLserieketen<br />
waarin R=32Q en L=0,05H. Over deze schakeling wordt een spanning aangelegd<br />
van 11 OV 50Hz. Bepaal impedantie en stroomsterkte van deze parallelketen. Bepaal tevens de<br />
faseverschuiving tussen U en I .<br />
Blz. Wisselstroom 4<br />
DEWEERDTL. VAN DER HAEGHEN P
TIIEORETISCHE OEFENINGEN ELEIÜRICITEIT ro KAN.<br />
27) De voltmeter duidt in volgende opstelling 45V aan. Welk zal de aanduiding zijn van de<br />
ampèremeter ?<br />
- u<br />
-3j0<br />
28) De totale stroom die het netwerk binnen komt ît = 18AL 45° . Bepaal het<br />
potentiaalverschil U AB .<br />
29) Bepaal in het onderstaande schema het spanningsverschil tussen de punten A en B.<br />
30) Bepaal Z 1 in volgend schema.<br />
It=31, 5AL24 o<br />
40 100<br />
3 jQ<br />
Blz. Wisselstroom 5<br />
DEWEERDTL. VAN DER HAEGHEN P
THEORETISCHE OEFENINGEN ELEKTRICITEIT I o KAN.<br />
35) Zoek de effectieve en de gemiddelde waarde van de stroom uit volgende figuur. Wat is de<br />
vormfactor?<br />
-·----- -5A<br />
36) Bereken in volgend netwerk i(t), uR(t), uL(t) en Uc(t). Hierbij is u(t) = 10 cos{cot) en<br />
W= 314,19 rad/s L=lOOmH, R=lQ, C=l01,3).!F.<br />
L R<br />
37)Bereken in volgend netwerk i(t), iL(t), iR(t) en ic(t). Hierbij is u(t) = lOcos(cot) en<br />
\.V L=IOOmH, R=lOOOQ, C=lOl,3JlF.<br />
i<br />
R C<br />
38) Voor welke waarde van de weerstand R 1s de complexe impedantie van volgende<br />
schakeling reëel?<br />
Blz. Wisselstroom 7<br />
DEWEERDTL. VAN DER HAEGHEN P.<br />
c
. THEORETISCHE OEFENINGEN ELEKTRICITEIT 1° KAN. .<br />
43) Wat is het faseverschil tussen Î en Î 5 in volgende schakeling?<br />
4j0<br />
- I<br />
44) Los volgend netwerk volledig op. De effectieve waarde van de spanning is 26V.<br />
i(t)<br />
3j 0<br />
2j0<br />
45) Bepaal alle stromen in volgend netwerk. De effectieve waarde van de spanning is 9V.<br />
i (t)<br />
-j O<br />
-2j0<br />
46) Bepaal alle stromen in volgend netwerk. De effectieve waarde van de spanning is 6,17V.<br />
Blz. Wisselstroom 9<br />
DEWEERDTL VAN DER HAEGHEN P.<br />
j O
THEORETISC:IIE OEFENINGEN ELEKTRICJTEIT I o KAN.<br />
4 7) Bepaal i( t) in volgend netwerk. De effectieve waarde van de spanning is 5V en de pulsatie<br />
co is 1 rad/s.<br />
48) Bereken in volgend netwerk de spanning U en de stroom Î met de stelling van Thévenin<br />
ofNorton. E = 200V L0° .<br />
E<br />
49) Bereken in volgend netwerk de spanning U en de stroom î met de stelling van Thévenin<br />
ofNorton.<br />
50) Bepaal het Thévenin- en het Norton-equivalent van volgend netwerk.<br />
(50-40j) Q<br />
Blz. Wi;;selstroom 10<br />
DEWEERDTL. VAN DER HAEGHEN P .
TIIEORETISCHE OEFENINGEN ELEKTRICITEIT l 0 KAN.<br />
51) Los volgend netwerk op met de stelling van Millman en met de methode der lusstro men.<br />
52) Bereken de complexe vervangingsimpedantie welke op de bron aangesloten is. Bepaal de<br />
complexe voorstelling van de stroom welke de bron levert. Bepaal eveneens de tijdsfunctie<br />
vandeze stroom. e(t) = 8co{t+ :)<br />
lOQ<br />
__ o, S F<br />
53) Bereken in volgend netwerk alle stromen (zowel complexe voorstellingen als<br />
tijdsfuncties). e(t) = 100cos(377t)<br />
l OOQ lOOQ<br />
lO].lF<br />
Blz. Wisselstroom ll<br />
DEWEERDTL. VAN DER HAEGHEN P.
UIEORETISCHE OEFENINGENELEKTRICITEIT 1 6 KAN.<br />
54)Bereken in volgend netwerk de spanning U en de stroom Î met de stelling van Thévenin<br />
ofNorton.<br />
60<br />
- 25j 0<br />
55)Bepaal het Thévenin- en het Norton-equivalent van volgend netwerk.<br />
200<br />
1,5H<br />
-15j0<br />
56) In volgende schakeling is ro=l krad/s. Bereken: Zab, Zcd en Zac. Bereken eveneens Zcd<br />
indien a en b kortgesloten zijn.<br />
50mH<br />
a c<br />
lOpF 20pF<br />
5 0mH<br />
b d<br />
Blz. Wisselstroom 12<br />
DEWEERDTL VAN DER I-L'\EGHEN P.<br />
30
THEORETISCHE OEFENINGEN ELEKlRIClTEIT 1° KAN.<br />
60) Bepaal in volgend netwerk de complexe voorstelling van de spanning U en de stroom î.<br />
Bepaal de effectieve waarde van U en I en de faseverschuiving t.o.v. E 2 • De amplitude van<br />
E, en E2 is 141,42V. E 1 ijlt 90° na op E 2 • Bepaal eveneens het complex vermogen S, het<br />
actief vermogen P en het reactief vermogen Q opgenomen door de parallelschakeling van R3<br />
en C. Teken een vectordiagram waarin E 1 , E 2 , U en Ï voorgesteld zijn. R 1=30Q, R2=110Q,<br />
R3=83,33Q, L1=7,96mH, L2=55,70mH, C=12,73J.!F, f=200Hz.<br />
61)Bepaal in volgend netwerk de complexe voorstelling van de spanning U en de stroom î.<br />
Bepaal de effectieve waarde van U en I en de faseverschuiving t.o.v. E 1 • De amplitude van E 1<br />
en E2 is 424,26V. De frequentie is 200Hz. E 1 ijlt 90° na op E 2 • Bepaal eveneens het complex<br />
vermogen S , het actief vermogen P en het reactief vermogen Q opgenomen door de<br />
parallelschakeling van R3 en C2. Teken een vectordiagram waarin E 1 , E 2 , U en<br />
Ivoorgesteld zijn. R1=lOQ, R2=200, R3=40Q, CI=39,79J.LF, C2=26,53J.!F, L=23,87mH.<br />
Blz. Wisselstroom 14<br />
DEWEERDTL. VAN DER HAEGHEN P.
THEORETISCHE OEFENINGEN ELEKTRICITEIT l o KAN.<br />
67) Bepaal in de volgende schakeling de lijnstromen. Teken een vectordiagram. Bereken<br />
actief en reactief vermogen van de schakeling. De effectieve waarde van de lijnspanning is<br />
1<br />
230V. R=230Q, roL=57,5Q, - = 115Q.<br />
roe<br />
68) Bepaal in de volgende schakeling de lijnstromen. Teken een vectordiagram. Bereken<br />
actief en reactief vermogen van deze schakeling. De effectieve waarde van de lijnspanning is<br />
1<br />
230V. R=33,25Q, roL=66,5Q, - = 133Q.<br />
roe<br />
N<br />
ci::J<br />
69) Op een driefasig net sluit men enerzijds een driehoekschakeling en anderzijds een<br />
sterschakeling aan. De belasting is symmetrisch. Eén van de impedanties van de<br />
driehoekschakeling is de serieschakeling van een weerstand van 15Q en een condensator van<br />
1601J.F. De sterschakeling is inductief en heeft een cos
THEORETISCHE OEFENINGEN ELEKTRICITEIT 1 a KAN.<br />
71)Een driefasige motor is in driehoek aangesloten op een net met lijnspanning 400V. De<br />
arbeiàsfactor of cos
THEORETISCHE OEFENINGEN ELEKTRICITEIT 1 o KAN.<br />
7 6) De effectieve waarde van de spanningen in volgende schakeling is 1 OOOV. Z 1 = 19 + 18 j ,<br />
Z 2 = 29 + 50j, Z 3 = 49- 2j. De impedantie van elke verbindingsgeleider is 1 +2j. Bereken de<br />
spanningen over de belastingsimpedanties. Bereken het actiefenreactiefvermogen.<br />
77) Een evenwichtig driefasig spanningssysteem (230V fasespanning) in ster, wordt over een<br />
lijn met impedantie zl = z2 = z3 = 3 + 2j aan een driehoeksschakeling van impedanties<br />
gekoppeld: Z 12 = 9 + 6j, Z 23 = 5 + 4j, Z 31 = 17 + 8j. Bereken de lijnstromen, fasestromen en<br />
de spanningen over elk der impedanties.<br />
78) De drie fasespanningen van een onsymmetrisch driefasig net in ster geschakeld zijn:<br />
U 1 = 200V , U 2 = -200jV , U 3 = (-100 + 200j)V. Dit net wordt belast met drie in ster<br />
geschakelde impedanties van (20+ 1 Oj)Q. De beide sterpunten zijn niet verbonden. Bereken de<br />
lijnstromen en de spanningen over elk der impedanties.<br />
79) Schakelt men van drie gelijke in ster geschakelde weerstanden eerst twee en daarna drie<br />
aan een driefasig net van 230/133V, dan neemt de lijnstroom toe met lA. Hoe groot zijn deze<br />
weerstanden?<br />
80) Drie verwarmingsweerstanden van elk 15Q zijn in driehoek geschakeld; in dat geval is de<br />
lijnstroom 46,19A. Welke spanning levert het driefasig net en welke stroom zal er vloeien bij<br />
sterschakeling?<br />
81) Een driefasig net 400V /230V levert aan een in ster geschakelde wisselstroommotor een<br />
vermogen van 6,5kW bij cos
THEORETISCHE OEFENINGËNELEKTRICITEIT 1 a KAN.<br />
98) Bereken de lijnstromen in volgende schakeling met R J3 = roL = - 1 -. Wat besluit U<br />
3 roe<br />
hieruit? E 1 , E 2 en E 3 vormen een evenwichtig driefasig stelsel.<br />
99)Beschouw volgende schakeling. f-=50Hz, Ue=230V, R1=200, R2=lSQ, C2=160f.lF, D<br />
1500W/fase cos
THEORETISCHE OEFENINGEN ELEKTRICITEIT I o KAN.<br />
100) Beschouw volgende schakeling: Z = 12 + 16j; R=4000; C=15,9J!F. De lijnspanning is<br />
400V en de frequentie is 50Hz. Bereken de lijnstroom en cos q>. Is de belasting capacitief of<br />
inductief? Hoe kan men cos q>=1 bekomen?<br />
101)<br />
c R<br />
c R C R<br />
Beschouw de schakeling uit volgende figuur: R=llOQ; roL=llOQ; - 1 - = 1100 . De<br />
roe<br />
effectieve waarde U van de spanningen u23, U31 en u12 is 121V. Deze spanningen zijn over<br />
120° verschoven. u 23 = UJ2 co{ rot-;); u 12 = UJ2 co{ rot+ ; ) . Gevraagd: Bepaal u31;<br />
bepaal de fasestromen en de lijnstromen; wat is het actief vermogen en wat is het reactief<br />
vermogen?<br />
1 02) Een sterschakeling van weerstanden is aangesloten op een driefasig net zonder<br />
nulgeleider. De effectieve waarde van de lijnspanning is 230V. De frequentie is 50Hz.<br />
R 1=100; R2=20Q; R3=30Q. Bereken de spanningen over de belastingsweerstanden, de<br />
lijnstromen en het totaal vermogen welke deze sterschakeling opneemt.<br />
1 03) Een sterschakeling van impedanties is aangesloten op een driefasig net zonder<br />
nulgeleider. De effectieve waarde van de lijnspanning is 230V. De frequentie is 50Hz.<br />
Z 1 = 3 + 2j, Z 2 = 3-5j, Z 3 = 2 + 3j . Bereken de spanningen over de belastingsimpedanties,<br />
de lijnstromen en het totaal actief en het totaal reactief vermogen welke deze sterschakeling<br />
opneemt.<br />
Blz. Wisselstroom 23<br />
DEWEERDTL. V Al-.!" DER HAEGHEN P.<br />
z<br />
z<br />
- z
46. 1 = 0,33- 2,32j = 2,34AL - 81,90°<br />
lliEÖRETISCHE OEFENINGEN ELE;KTR!CITEIT 1 o KAN.<br />
1 2 = 0,48- 0,57 j = 0, 75AL - 49,90°<br />
47. e(t) = 5.Ji cos( rot)<br />
48. U= 30,77- 46,15j = 55,47V L - 56,3 1 o<br />
49.E 0 =46,15-30,77j=55,5VL-33,7°<br />
U = 13,5 - 31,3 j = 34,09V L - 66,67°<br />
1 1 = 0,51- 0,22j = 0,56AL - 23,33°<br />
1 3 = -0,66 -1,53j = 1,67AL - 113,33°<br />
i(t) = 5.Ji cos( rot - n)<br />
2<br />
1 = 0,62-0,92j = 1,11AL - 56,31 o<br />
zi = 53,84 + 30,76j<br />
I= 0,47 -0,25j = 0,53AL - 28°<br />
50. E 0 = 5V 6..01 1K = 0,01 + 0,01j = 0,014M 451 zi = 353,55Q!':l. -45Y<br />
51. UI= 60+80j = 100VL53,13°<br />
1 1 = 8-6j = lOAL-36,87°<br />
1 3 = 4 + 2j = 4,47 AL26,57°<br />
1 = 2 67AL45°<br />
m '<br />
U 2 = U 3 = 40- 80j = 89,44V L - 63,43°<br />
1 2 = 8,94AL - 63,43°<br />
i(t) = 2,67 cos(t + n)<br />
4<br />
53. I 1 m = 0,35AL69,34° 1 2 m = 0,26AL -75,14° 1m = 0,21AL23,39°<br />
i 1 (t) = 0,35cos(377t + 69,34°) i 2 (t) = 0,26cos(377t -75,14°)<br />
i(t) = 0,21cos(377t + 23,39°)<br />
54.E 0 =1,92-4,74j Zi =12,74-12,26j U = 1,00 - 0,65j = 1,20VL-33,31°<br />
1 = 0,20- 0,13 j = 0,24AL- 33,31 o<br />
55. E 0 = 500V L0°<br />
56. zab = 50j<br />
1K = 0,236AL90°<br />
zcd =25j<br />
Indien a en b kortgesloten zijn is Zcd = 25 j<br />
zi = -2122,25j<br />
zar; = 75j<br />
57.1=2,71AL27,42° 1 1 = 1,41AL-45° I 2 = 2,65AL57,99°<br />
Î 3 = 1,68AL - 103,57° 1 4 = 4,27 AL65,12°<br />
58. I 1 = 1 Î 2 = 1 + j<br />
1 5 = -6j 1 6 = -6,5j<br />
59. U = -10 + 70j = 70,71V L98,13°<br />
S = 60 + 80j P=60W<br />
60. U =-10-70j = 70,71VL - 98,13°<br />
s = 60-80j P=60W<br />
61. U= 267,93V Ll2,36°<br />
s = 1794,30-2393,71j<br />
8=2991 ,54V A<br />
62. U = 178,62V L77 ,64 o<br />
s = 797,2+1063,20j<br />
S=1329,31VA<br />
DEWEERDTL.<br />
13 = j I4 = 0,5 j<br />
17 = 0,5j<br />
1 = 1 + j = 1,41AL45°<br />
Q=80V Ar S=lOOVA<br />
1 = 1-j = 1,41AL-45o<br />
Q=-80V Ar S=lOOV A<br />
Î = 11,16AL65,49°<br />
P=1794,30W Q=-2393,71V Ar<br />
I= 7,44AL24,51 o<br />
P=797,92W Q=1063,20V Ar<br />
Blz. Wisselstroom 26<br />
VAN DER I-IAEGHEN P.
1 12 =24AL0°<br />
s = 3744 - 288j<br />
DEVIlEERDT L<br />
TIIEORETISCHE OEFENINGEN ELEKTRiCITEIT 1 o KAN.<br />
79.R=18Q<br />
80.Ue=400V<br />
8l.le=11,44A<br />
ly=15,40A<br />
82.IF1A<br />
I,=1,73A<br />
83.Pö=21,5kW<br />
84.U,=300V<br />
Py=21,5kW<br />
11=0,91<br />
85. U 1 = 120,06V L - 15,07° 11 = 20,01AL -15,07°<br />
U 2 = 149,70VL-115,40° 12 = 24,95AL -145,40°<br />
U 3 = 97,05V Ll31,42°<br />
U 0<br />
. = 31,50V L82,42°<br />
Î 3 = 19,41AL86,42°<br />
86. Î 1 = 30,96AL11,27°<br />
12 = 37,78AL -175,32° Î 3 = 7,87 AL - 22,19°<br />
112 =20AL0°<br />
Î 23 = 17,91AL -170,10° Î 31 = 12AL -149,72°<br />
87.IF8,89A lt=15,4A P/fase=3555,56W<br />
Ptot= 1 0666,67W<br />
88.Ie=IF0,66A<br />
P/fase=88, 17W<br />
Ptot=264,5W<br />
89.P=2,5kW Q=l,7kVAr S =(2,5+1,7j)kVA S=3,05kVA<br />
11=0,8<br />
L=95,6mH<br />
1a=3,608A 1r=2,52A<br />
R=43Q<br />
90.Ir20,29A<br />
P=7614,46W<br />
S=8082,61 V A<br />
1a=19,11A 1r=6,80A<br />
Q=271 0,85V Ar<br />
COS = 0,94<br />
s = 7614,46+2710,85j<br />
9l.Ie=6,41A P=3569,23W<br />
s = 3569,23 + 2215,38j<br />
Q=2215,38Var<br />
S=4200,87V A<br />
92.IF11,50A lt=19,92A<br />
s = 4762,73 - 6348,50j<br />
P=4762,73W<br />
S=7936,44V A<br />
Q=-6348,50V Ar<br />
93.IlY=Iry=7,51A lrö=13A ltö=22,52A<br />
94.1. U 0 = 115V L180°<br />
P=1500W<br />
2. U 0 = 15,41VL0°<br />
P=10591W<br />
3. U 0 = OV<br />
P=9000W<br />
4. U 0 = 230V L0°<br />
P=4537W<br />
95. Î 1 = 68,93AL- 48,14° 12 = 28,34AL -150° Î 3 = 68,93AL108,14o<br />
1 = 25, 71AL- 26,57°<br />
12 Î = 25,71AL -93,43°<br />
23 131 = 46AL120°<br />
S = 21160+ Oj<br />
P=21160W<br />
Q=OVAr<br />
96.1 1 = 34,91AL9,90°<br />
Î 2 = 35,94AL -177,71° Î 3 = 4,81AL - 71,57°<br />
123 = 12AL - 173,13° Î 31 =12AL - 150°<br />
P=3744W<br />
Q=-288VAr<br />
Blz. Wisselstroom 28<br />
VAN DER HAEGHEN P