Title: Amboss | Elektrizitätslehre

Q: AMBOSS

Bei der Impedanzkardiographie wird ein elektrischer Wechselstrom der Frequenz 100 kHz durch den Brustraum eines Patienten geschickt und die elektrische Impedanz des Thorax gemessen, aus deren Schwankungen Rückschlüsse auf das Herzschlagvolumen gezogen werden können.

Wie gross ist die Impedanzänderung des Brustraums, wenn bei einem festen Wert der Stromstärke von 1 mA (effektiv) die Spannung um 0.2 mV (effektiv) zunimmt?
- A: 0.2 Ω (correct) (A. Die Impedanz ist der Widerstand (R) eines Wechselstroms. Wenn man die mittleren Werte des Wechselstroms für Spannung (U) und Stromstärke (I) einsetzt, gilt das Ohm’sche Gesetz: U = R × I. Dieses kann man umformen zu: R = U / I = 0.2 mV / 1 mA = 0.2 Ω.) (if not chosen: A. Die Impedanz ist der Widerstand (R) eines Wechselstroms. Wenn man die mittleren Werte des Wechselstroms für Spannung (U) und Stromstärke (I) einsetzt, gilt das Ohm’sche Gesetz: U = R × I. Dieses kann man umformen zu: R = U / I = 0.2 mV / 1 mA = 0.2 Ω.)
- B: 5.0 Ω
- C: 20 Ω
- D: 100 Ω
- E: 500 Ω

Q: AMBOSS

Sie messen in den Einthoven-Ableitungen des EKGs eines Patienten zu einem bestimmten Zeitpunkt in den Ableitungen I und III eine Spannung von jeweils etwa +0.5 mV.

Die Spannung in Ableitung II zu diesem Zeitpunkt liegt somit am nächsten bei
- A: -1.0 mV
- B: -0.5 mV
- C: 0.0 mV
- D: +0.5 mV
- E: +1.0 mV (correct) (E. Da laut der Kirchhoff’schen Maschenregel die Summe aller Teilspannungen eines kompletten Umlaufs gleich 0 ist und die Ableitung II in entgegengesetzte Richtung zu I und III gemessen wird, gilt 0 = U_II - (U_I + U_III). Daraus folgt U_II = U_I + U_III = 0.5 mV + 0.5 mV = 1 mV.) (if not chosen: E. Da laut der Kirchhoff’schen Maschenregel die Summe aller Teilspannungen eines kompletten Umlaufs gleich 0 ist und die Ableitung II in entgegengesetzte Richtung zu I und III gemessen wird, gilt 0 = U_II - (U_I + U_III). Daraus folgt U_II = U_I + U_III = 0.5 mV + 0.5 mV = 1 mV.)

Q: AMBOSS

Fliesst elektrischer 50 Hz-Wechselstrom der (Effektiv‑)Stromstärke 80 mA für eine bestimmte Zeit zwischen der linken Hand und dem rechten Fuss durch den Körper hindurch, besteht eine beträchtliche Todesgefahr durch Auslösung von Herzkammerflimmern. (Der Blindwiderstand sei Null.)

Welche (Effektiv‑)Spannung führt zu dieser Stromstärke, wenn der Widerstand zwischen dem Kontakt an der linken Hand und dem am rechten Fuss 2 kΩ beträgt?
- A: 16 V
- B: 25 V
- C: 40 V
- D: 160 V (correct) (D. Wenn man von R = U / I auf U = R × I umstellt und die gegebenen Werte einsetzt, kommt man zur Lösung: U = 2 kΩ × 80 mA = 160 V.) (if not chosen: D. Wenn man von R = U / I auf U = R × I umstellt und die gegebenen Werte einsetzt, kommt man zur Lösung: U = 2 kΩ × 80 mA = 160 V.)
- E: 250 V

Q: AMBOSS

Bei einem Herzschrittmacher wird eine elektrische Ladung von 1.2 μC innerhalb von 0.4 ms einem Kondensator entnommen, wobei die dadurch entstehende elektrische Stromstärke I nahezu konstant ist.

Wie gross ist I?
- A: 0.48 µA
- B: 3.0 µA
- C: 0.48 mA
- D: 3.0 mA (correct) (D. Die Stromstärke eines Kondensators berechnet sich mit der Formel I = Q / t. Daraus ergibt sich hier: I = 1.2 µC / 0.4 ms = (1.2 x 10^-6 C ) / 0.0004 s = 0.003 A = 3 mA .) (if not chosen: D. Die Stromstärke eines Kondensators berechnet sich mit der Formel I = Q / t. Daraus ergibt sich hier: I = 1.2 µC / 0.4 ms = (1.2 x 10^-6 C ) / 0.0004 s = 0.003 A = 3 mA .)
- E: 48 mA​

Q: AMBOSS

Mit einem Defibrillator wird bei Kammerflimmern ein elektrischer Stromstoss an den Körper abgegeben. Vereinfachend soll angenommen werden, dass dabei eine Energie von 200 J übertragen wird, wobei ein konstanter Strom von 20 A für die Dauer von 10 ms fliesst.

Wie gross ist dabei die elektrische Spannung?
- A: 1 V
- B: 40 V
- C: 400 V
- D: 1’000 V (correct) (D. Die Energie von Strom (W) wird mit der Formel W = U × I × t bestimmt. Im Anschluss kann die elektrische Spannung (U) anhand folgender Formel ermittelt werden: U = W / (I × t) = 200 J / (20 A × 0.01 s) = 1000 V.) (if not chosen: D. Die Energie von Strom (W) wird mit der Formel W = U × I × t bestimmt. Im Anschluss kann die elektrische Spannung (U) anhand folgender Formel ermittelt werden: U = W / (I × t) = 200 J / (20 A × 0.01 s) = 1000 V.)
- E: 4’000 V

Q: AMBOSS

Bei EKG-Ableitungen I, II und III (die bipolaren Ableitungen nach Einthoven) werden die Spannungen U_I, U_II und U_III (mit den Richtungen wie im Schema) gemessen.

Welche Aussage über die Spannungen U_I, U_II und U_III  ist richtig?
- A: U_I + U_II + U_III = 0
- B: U_I - U_II + U_III = 0 (correct) (B. Laut der Kirchhoff’schen Maschenregel ist die Summe aller Teilspannungen in einer Reihenschaltung gleich 0, wenn sie einen geschlossenen Kreis (d.h. eine „Masche“) bilden – diese Situation liegt hier mit den Spannungen U_I, -U_II und U_III vor. Es gilt dann: U_I + (-U_II) + U_III = 0 ⇔ U_I -U_II + U_III = 0.) (if not chosen: B. Laut der Kirchhoff’schen Maschenregel ist die Summe aller Teilspannungen in einer Reihenschaltung gleich 0, wenn sie einen geschlossenen Kreis (d.h. eine „Masche“) bilden – diese Situation liegt hier mit den Spannungen U_I, -U_II und U_III vor. Es gilt dann: U_I + (-U_II) + U_III = 0 ⇔ U_I -U_II + U_III = 0.)
- C: U_I + U_II - U_III = 0
- D: U_I - U_II - U_III = 0
- E: (U_I)^2_ - (U_II)^2 + (U_III)^2 = 0

Q: AMBOSS

Ein automatischer externer Defibrillator gibt einen biphasischen Impuls ab, der vereinfacht als Abfolge zweier Rechteckimpulse mit entgegengesetzter Stromrichtung angesehen wird. Jeder der beiden Rechteckimpulse dauert 5 ms und hat dem Betrag nach eine Spannung von etwa 1.5 kV. Der transthorakale elektrische Widerstand (Impedanz) zwischen den beiden am Brustkorb angelegten Elektroden beträgt 112 Ω.

Wie gross ist die vom Gerät zu liefernde Energie für den biphasischen Impuls in etwa?
- A: 50 J
- B: 100 J
- C: 130 J
- D: 200 J (correct) (D. Die elektrische Leistung des Defibrillators lässt sich mit P = U x I berechnen, wobei die Spannung U mit 1.5 kV gegeben ist und die Stromstärke I mit I = U / R = 1500 V / 112 Ω = 13.4 A berechnet werden kann. Die Gesamtenergie, die das Gerät für den biphasischen Impuls aufwenden muss, ergibt sich dann aus dieser Leistung, multipliziert mit der Impulsdauer: E = P x t = 1500 V × 13.4 A × 0.010 s = 200 J.) (if not chosen: D. Die elektrische Leistung des Defibrillators lässt sich mit P = U x I berechnen, wobei die Spannung U mit 1.5 kV gegeben ist und die Stromstärke I mit I = U / R = 1500 V / 112 Ω = 13.4 A berechnet werden kann. Die Gesamtenergie, die das Gerät für den biphasischen Impuls aufwenden muss, ergibt sich dann aus dieser Leistung, multipliziert mit der Impulsdauer: E = P x t = 1500 V × 13.4 A × 0.010 s = 200 J.)
- E: 360 J