Elektrische netwerken

Transcriptie

1 Deel 1: de basis H1 - H4: basisbegrippen gelijkspanning Opgaven bij hoofdstuk Opgaven bij hoofdstuk Opgaven bij hoofdstuk Opgaven bij hoofdstuk H5 - H8: basisbegrippen wisselspanning Opgaven bij hoofdstuk Opgaven bij hoofdstuk Opgaven bij hoofdstuk Opgaven bij hoofdstuk Elektrische netwerken Oefenopgaven: meerkeuzevragen Deel 2: verdieping H9 - H11: complexe rekenwijze Opgaven bij hoofdstuk Opgaven bij hoofdstuk Opgaven bij hoofdstuk H12 - H16: modelvorming; frequentieafhankelijkheid; systematische berekening Opgaven bij hoofdstuk Opgaven bij hoofdstuk Opgaven bij hoofdstuk Opgaven bij hoofdstuk Opgaven bij hoofdstuk Deel 3: verbreding H17 - H19: overgangsverschijnselen, Laplace, Fourier Opgaven bij hoofdstuk Opgaven bij hoofdstuk Opgaven bij hoofdstuk H20 - H23: ster-driehoektransformatie, gekoppelde ketens, lange leidingen Opgaven bij hoofdstuk Opgaven bij hoofdstuk Opgaven bij hoofdstuk Opgaven bij hoofdstuk Veel opgaven zijn ook in het boek opgenomen; als aanvulling daarop worden ze hier digitaal beschikbaar gesteld. De nummers zijn ongewijzigd, zij het dat de paragraafaanduiding hier weggelaten is. Opgave in het boek is hier dus opgave 1.6. Opgaven die niet in het boek staan krijgen een tussengevoegde letteraanduiding,.e., dus bijvoorbeeld 3.E.1' voor de eerste toegevoegde opgave bij hoofdstuk 3.

2 Elektrische Netwerken 1 Opgaven bij hoofdstuk 1 De volgende drie vragen hebben alle betrekking op het onderstaand netwerk. 1.6 In dit netwerk is de spanning over de weerstand R a gelijk aan: a: U a = I 1 R a b: U a =!I 1 R a c: U a = (I 2!I 3 ) R c + U 1 d: U a =!(I 2!I 3 ) R c + U In dit netwerk is de stroom door de weerstand R d gelijk aan: a: I d = U 1 /R d b: I d = (U 1 /R d )!I 3 c: I d = (U 1 /R d )!I b!i 3 d: I d = (U 1 /R d )+I 2 +I c!i In dit netwerk is de stroom door de weerstand R c gelijk aan: a: I c = (I b +I d )! (I 2!I 3 ) b: I c = (I 3!I 2 ) + [U 1 /(R b +R d )] c: I c = [(I b +I d )!(I 2!I 3 )] + [U 1 /(R b +R d )] d: I c = I 1!I 2 +I 3

3 2 Meerkeuze-opgaven Opgaven bij hoofdstuk 2 De volgende vier vragen hebben alle betrekking op onderstaand netwerk 2.10 In dit netwerk is de spanning over de weerstand R a gelijk aan: a: U a = I 1 R a b: U a =!I 1 R a c: U a = U 1! I 1 R a d: U a = U 1 + I 1 R a 2.11 In dit netwerk is de stroom door de weerstand R b gelijk aan: a: I b =!I 2 R d /R b b: I b =!I 2 R b /(R b +R d ) c: I b =!I 2 R d /(R b +R d ) d: I b = I c R b /(R b +R c ) 2.12 In dit netwerk is de stroom door de weerstand R c gelijk aan: a: I c = U 1 /R c b: I c = (U 1 /R c )+I 1 +I 3 c: I c = I 2 +I b +I d +I 1 +I 3 d: I c = (U 1 /R c )+I 2 +I b +I d +I 1 +I In dit netwerk is de stroom door de weerstand R d gelijk aan: a: I d = I 2 [R b R d /(R b +R d )] b: I d = I 2 [R b /(R b +R d )] c: I d = I 2 [R d /(R b +R d )] d: I d =!I 2!I b

4 Elektrische Netwerken 3 De volgende vier vragen hebben alle betrekking op onderstaand netwerk In dit netwerk is de spanning over de weerstand R a gelijk aan: a: U a = I 1 R a b: U a =!I 1 R a c: U a = (I 1!I 2 ) R a + U 1 d: U a =!(I 1!I 2 ) R a + U In dit netwerk is de stroom door de weerstand R b gelijk aan: a: I b = U 1 /R b b: I b = (U 1 /R b )+I 2 c: I b = (U 1 /R b )+I 2 +I 3 d: I b = (U 1 /R b )+I 2 +I 3 +I c +I d 2.16 In dit netwerk is de stroom door de weerstand R c gelijk aan: a: I c = (I b!i 3 )! (I 2 +I d ) b: I c =!(I 3 +I 2 ) [R d /(R c +R d )] c: I c = [(I b!i 3 )!(I 2 +I d )] [R d /(R c +R d )] d: I c =!I 1!I 2!I d 2.17 In dit netwerk levert de spanningsbron U 1 een stroom die gelijk is aan: a: I U1 = U 1 /R b b: I U1 = (U 1 /R b )!I 3 c: I U1 = (U 1 /R b )!I 3 +I 1 d: I U1 = (U 1 /R b )!I 3 +I 2 +I 1

5 4 Meerkeuze-opgaven Opgaven bij hoofdstuk 3 De volgende vier vragen hebben alle betrekking op nevenstaand netwerk, en de bijbehorende Thévenin- of Norton-vervangingsnetwerken tussen de klemmen A en B. 3.7 De inwendige weerstand R i tussen de klemmen A en B wordt bepaald door: a: 1 weerstanden b: 2 weerstanden c: 3 weerstanden d: 4 weerstanden 3.8 De inwendige weerstand R i tussen de klemmen A en B is gelijk aan: a: 2 S b: 9 S c: 11 S d: 18 S 3.9 De open spanning U o tussen de klemmen A en B is gelijk aan: a: 5 V b: 7 V c: 9 V d: 11 V 3.10 Stel dat wij een externe gelijkstroombron aansluiten tussen de klemmen A en B, zodanig dat deze een stroom I = U o /R i van klem A naar klem B pompt (zoals in nevenstaande deeltekening). Zijn de twee volgende beweringen in dit geval WAAR of ONWAAR: 1: het in de 12 S weerstand gedissipeerd vermogen neemt toe. 2: de spanning U AB wordt precies 0 volt. a: Beide beweringen zijn WAAR b: Bewering 1 is WAAR, maar bewering 2 is ONWAAR c: Bewering 1 is ONWAAR, maar bewering 2 is WAAR d: Beide beweringen zijn ONWAAR

6 Elektrische Netwerken 5 De volgende twee vragen hebben beide betrekking op nevenstaand netwerk, en de Thévenin- of Norton-vervangingsnetwerken tussen A en B De inwendige weerstand R i tussen de klemmen A en B wordt bepaald door: a: 1 weerstand b: 2 weerstanden c: 3 weerstanden d: 4 weerstanden 3.12 De inwendige weerstand R i tussen de klemmen A en B is gelijk aan: a: 2 S b: 6 S c: 11 S d: 15 S De volgende twee vragen hebben beide betrekking op het hiernaast gegeven netwerk, en de Thévenin- of Norton-vervangingsnetwerken tussen de klemmen A en B De inwendige weerstand R i tussen de klemmen A en B is gelijk aan: a: 100 S b: 150 S c: 200 S d: 225 S 3.14 De kortsluitstroom I k tussen de klemmen A en B is gelijk aan: a: 50 ma b: 100 ma c: 150 ma d: 200 ma 3.15 In bovenstaand netwerk is de stroom I 1 gelijk aan: a: 1/2 A b: 1/3 A c: 1/4 A d: 1/5 A

7 6 Meerkeuze-opgaven 3.E.1 Tussen de klemmen A en B in bovenstaand netwerk wordt een belasting R b aangesloten, zoals met een stippellijn aangegeven. De spanning tussen A en B blijkt dan precies 10 V te zijn. Hoe groot is R b? a: 50 S b: 100 S c: 200 S d: 400 S 3.E.2 Tussen de klemmen A en B in bovenstaand netwerk wordt een belasting R b aangesloten, zoals met een stippellijn aangegeven. De stroom door deze weerstand blijkt dan precies 100 ma te zijn. Hoe groot is R b? a: 50 S b: 150 S c: 450 S d: 500 S 3.E.3 Tussen de klemmen A en B in bovenstaand netwerk wordt een belasting R b aangesloten, zoals met een stippellijn aangegeven. De spanning over deze weerstand blijkt dan precies 7½ V te zijn. Hoe groot is R b? a: 50 S b: 100 S c: 200 S d: 400 S

8 Elektrische Netwerken 7 De volgende twee vragen hebben beide betrekking op onderstaand netwerk. 3.E.4 We bekijken het Thévenin-vervangingsschema van dit netwerk, tussen de klemmen A en B. De inwendige weerstand daarvan is gelijk aan: a: R i = R a +R b +(R c 2R d ) (2 betekent: parallel aan) b: R i = R a 2R c 2R d c: R i = R c 2R d d: R i = R a 2(R b +(R c 2R d )) 3.E.5 We bekijken het Norton-vervangingsschema van dit netwerk, tussen de klemmen A en B. Voor de ideale bron daarin geldt: a: U o = U 1 + I 3 R b b: U o = U 1! (R c 2R d ) (I 1 +I 2 ) c: I k = I 3! I 2! I 1 d: I k = U 1 /(R c 2R d )! (I 1 +I 2 ) 3.E.6 Het Thévenin-equivalent van bovenstaand netwerk, tussen de klemmen A en B, bestaat uit: a: een 150 ma stroombron in serie met een 50 S weerstand b: een 150 ma stroombron parallel aan een 100 S weerstand c: een 150 ma stroombron parallel aan een 200 S weerstand d: een 15 volt spanningsbron in serie met een 200 S weerstand

9 8 Meerkeuze-opgaven 3.E.7 We bekijken het Thévenin-vervangingsschema van bovenstaand netwerk, tussen de klemmen A en B. De inwendige weerstand daarvan is gelijk aan: a: R i = R a +R c +(R b 2R d ) (2 betekent: parallel aan) b: R i = R c +(R b 2R d ) c: R i = R c d: R i = (R b 2R d ) De volgende twee vragen hebben beide betrekking op onderstaand netwerk, en de Thévenin-of Norton-vervangingsnetwerken tussen de klemmen A en B. 3.E.8 De inwendige weerstand R i tussen de klemmen A en B wordt bepaald door: a: 1 weerstand b: 2 weerstanden c: 3 weerstanden d: 4 weerstanden 3.E.9 De inwendige weerstand R i tussen de klemmen A en B is gelijk aan: a: 2 S b: 6 S c: 11 S d: 15 S

10 Elektrische Netwerken 9 De volgende twee vragen hebben beide betrekking op onderstaand netwerk, en de Thévenin- of Norton-vervangingsnetwerken tussen de klemmen A en B. 3.E.10 3.E.11 De inwendige weerstand R i tussen de klemmen A en B is gelijk aan: a: 100 S b: 150 S c: 200 S d: 225 S De kortsluitstroom I k tussen de klemmen A en B is gelijk aan: a: 50 ma b: 100 ma c: 175 ma d: 250 ma 3.E.12 We bekijken het Thévenin-vervangingsschema van bovenstaand netwerk, tussen de klemmen A en B. De inwendige weerstand daarvan is gelijk aan: a: R i = (R a 2R c )+(R b 2R d ) (2 betekent: parallel aan) b: R i = R c +(R b 2R d ) c: R i = (R b 2R d ) d: R i = R c

11 10 Meerkeuze-opgaven De volgende twee vragen hebben beide betrekking op het hiernaast gegeven netwerk, en de Thévenin- of Norton-vervangingsnetwerken tussen de klemmen A en B. 3.E.13 3.E.14 De inwendige weerstand R i tussen de klemmen A en B is gelijk aan: a: 100 S b: 150 S c: 200 S d: 225 S De kortsluitstroom I k tussen de klemmen A en B is gelijk aan: a: 100 ma b: 200 ma c: 300 ma d: 400 ma 3.E.15 In bovenstaand netwerk is de spanning U 1 gelijk aan: a: +10 V b: + 3a V c:! 3a V d:!10 V

12 Elektrische Netwerken 11 Opgaven bij hoofdstuk 4 De volgende zes vragen hebben alle betrekking op nevenstaand netwerk Tussen A en B sluiten we een stroombron (1 A) met serieweerstand (36 S) aan. Hoeveel vermogen wordt er in de 36 S weerstand gedissipeerd? a: P R = 36 W b: P R = 30 W c: P R = 24 W d: P R = 18 W 4.11 Tussen A en B sluiten we een stroombron (1 A) met serieweerstand (36 S) aan. Hoeveel vermogen levert (of dissipeert) de stroombron? a: P bron = 28 W b: P bron = 36 W c: P bron = 48 W d: P bron < 0 W (dissipatie!) 4.12 Tussen A en B sluiten we een instelbare weerstand (R v = 0..2 S) aan. Hoeveel vermogen kan er maximaal in deze weerstand worden gedissipeerd? a: P max $ 10 W b: P max = 9 W c: P max = 8 W d: P max # 7 W 4.13 Stel nu dat de drie 12 S weerstanden elk maximaal 2 watt kunnen dissiperen. Hoe groot moet een weerstand R b (tussen A en B) dan minimaal zijn? a: R min = 3,2 S b: R min = 4,0 S c: R min = 5,8 S d: R min = 17,4 S 4.14 We sluiten een weerstand R b = 20 S aan tussen de klemmen A en B. Hoeveel vermogen wordt in deze weerstand gedissipeerd? a: P Rb = 7,20 W b: P Rb = 5 W c: P Rb = 3 W d: P Rb. 1 W (ongeveer!) 4.15 We sluiten een (andere) weerstand R b aan tussen A en B. Bij deze weerstand verandert de weerstandswaarde, afhankelijk van de stroom I R die er doorheen vloeit: R b = ½ I R (R in S; I R in A). Welke waarde krijgt R b in dit geval (aangesloten tussen A en B)? a: R b = 11,5 S (precies) b: R b. 11,5 S (ongeveer) c: R b = 1,15 S (precies) d: R b. 1,15 S (ongeveer)

13 12 Meerkeuze-opgaven De volgende vier vragen hebben alle betrekking op het nevenstaand netwerk. Tussen de klemmen A en B worden achtereenvolgens vier verschillende belastingen aangesloten, zoals gestippeld aangegeven. 4.E.1 4.E.2 4.E.3 4.E.4 Tussen A en B wordt een belastingsweerstand (10 S / 20 watt) aangesloten. Hoeveel vermogen wordt er in deze 10 S weerstand gedissipeerd? a: P R = 8,1 W b: P R = 9,0 W c: P R = 14,4 W d: P R = 20,0 W Tussen de klemmen A en B wordt een stroombron (1 A) aangesloten. Hoeveel vermogen levert deze stroombron? a: P bron = 3a W b: P bron = 9 W c: P bron = 12 W d: P bron = 15a W Tussen A en B wordt een instelbare weerstand (R v = 0..2 S) aangesloten. Hoeveel vermogen kan er maximaal in deze weerstand worden gedissipeerd? a: P max = 10cW b: P max = 10,8W c: P max = 12,0W d: P max = 14,4W Stel nu dat de drie 10 S weerstanden elk maximaal 2½ watt kunnen dissiperen. Hoe groot moet een weerstand R b (tussen A en B) dan minimaal zijn? a: R min = 1,4 S b: R min = 3 a S c: R min = 4 b S d: R min = 14 S

14 Elektrische Netwerken In bovenstaand netwerk levert de 10 volt spanningsbron een vermogen van: a: 1 W b: 2 W c: 3 W d: 4 W De volgende twee vragen hebben beide betrekking op nevenstaand netwerk Het door de 3 volt spanningsbron geleverd vermogen is gelijk aan: a: 1 W b: 2 W c:!2 W d:!4 W 4.21 Het door de 1 ampère stroombron geleverd vermogen is gelijk aan: a: 4 W b: 8 W c: 12 W d: 20 W 4.22 We brengen een weerstand R L aan tussen de klemmen A en B van dit netwerk. Voor het door de stroombron I 3 geleverd vermogen P I3 geldt in dit geval: a: P I3 = I 3 ² R L b: P I3 = U 1 I 3 c: P I3 = 0 d: P I3 is afhankelijk van de waarde van R L

15 14 Meerkeuze-opgaven 4.E.5 In bovenstaand netwerk levert de 20 volt spanningsbron een vermogen van: a: 1 W b: 2 W c: 3 W d: 4 W 4.E.6 In bovenstaand netwerk levert de 20 volt spanningsbron een vermogen van: a: 1 W b: 2 W c: 4 W d: 8 W De volgende twee vragen hebben beide betrekking op nevenstaand netwerk. 4.E.7 4.E.8 Het door de 2 ampère stroombron geleverd vermogen is gelijk aan: a: 6 W b: 9 W c: 18 W d: 36 W Het door de 3 volt spanningsbron geleverd vermogen is gelijk aan: a: 1 W b: 2 W c:!2 W d:!5 W

16 Elektrische Netwerken 15 De volgende twee vragen hebben beide betrekking op nevenstaand netwerk. 4.E.9 4.E.10 Het door de 2 ampère stroombron geleverd vermogen is gelijk aan: a: 6 W b: 9 W c: 18 W d: 36 W Het door de 3 volt spanningsbron geleverd vermogen is gelijk aan: a: 1 W b: 2 W c:!2 W d:!5 W 4.E.11 Het in de weerstand R (midden) gedissipeerd vermogen is gelijk aan: a: ¼ W b: 1 W c: 2 W d: 4 W 4.E.12 Het in de weerstand R (midden) gedissipeerd vermogen is gelijk aan: a: ½ W b: 2 W c: 4½ W d: 8 W

17 16 Meerkeuze-opgaven 4.E.13 We brengen een weerstand R L aan tussen de klemmen A en B van dit netwerk. Voor het in de weerstand R a (LET OP: in R a, niet in R L!) gedissipeerd vermogen P Ra geldt in dit geval: a: P Ra = I 1 ² R a b: P Ra = U 1 ²/R a c: P Ra = U 1 I 1 d: P Ra is afhankelijk van de waarde van R L 4.E.14 We brengen een weerstand R L aan tussen de klemmen A en B van dit netwerk. Voor het door de stroombron I 3 geleverd vermogen P I3 geldt in dit geval: a: P I3 = U 1 I 3 b: P I3 = I 3 ² R L c: P I3 = I 3 ² R c d: P I3 is afhankelijk van de waarde van R L 4.E.15 Het in de weerstand R (midden) gedissipeerd vermogen is gelijk aan: a: 0 W b: ½ W c: 2 W d: 2¼ W