Strom, Spannung, Widerstand, Leistung, Energie
Navigationshilfe
Diese Navigationshilfe zeigt die ersten Schritte zur Verwendung der Präsention. Sie kann mit ⟶ (Pfeiltaste rechts) übersprungen werden.
Navigation
Zwischen den Folien und Abschnitten kann man mittels der Pfeiltasten hin- und herspringen, dazu kann man auch die Pfeiltasten am Computer nutzen.
- Pfeil runter und hoch: Nächste / Vorherige Folie
- Pfeil rechts und links: Nächster / Vorheriger Abschnitt
- Leertaste oder „n“: Der Reihe nach alle Elemente in Folien aufdecken oder zur nächsten Folie blättern
- Shift-Leertaste oder „p“: Der Reihe nach Elemente rückwärts zudecken oder zur vorherigen Folie blättern
Weitere Funktionen
Mit ein paar Tastenkürzeln können weitere Funktionen aufgerufen werden. Die wichtigsten sind:
- F1
- Help / Hilfe
- o
- Overview / Übersicht aller Folien
- s
- Speaker View / Referentenansicht
- f
- Full Screen / Vollbildmodus
- b
- Break, Black, Pause / Ausblenden der Präsentation
- Alt-Click
- In die Folie hin- oder herauszoomen
Übersicht
Die Präsentation ist zweidimensional aufgebaut. Dadurch sind in Spalten die einzelnen Abschnitte eines Kapitels und in den Reihen die Folien zu den Abschnitten.
Tippt man ein „o“ ein, bekommt man eine Übersicht über alle Folien des jeweiligen Kapitels. Das hilft sich zunächst einen Überblick zu verschaffen oder sich zu orientieren, wenn man das Gefühlt hat sich „verlaufen“ zu haben. Die Navigation erfolgt über die Pfeiltasten.
Durch Anklicken einer Folie wird diese präsentiert.
Referentenansicht
Tippt man ein „s“ ein, bekommt man ein neues Fenster, die Referentenansicht.
Indem man „Layout“ auswählt, kann man zwischen verschieden Anordnungen der Elemente auswählen.
Die Referentenansicht bietet folgende Elemente:
- Links sieht man die aktuelle Folie
- Rechts oben sieht man die nächste Folie
- Rechts in der Mitte Hilfsmittel zur Zeiteinteilung
- Rechts unten, die „Notizen für den Vortragenden“
- Unten die Pfeile zur Navigation
Praxistipps zur Referentenansicht
- Wenn man mit einem Projektor arbeitet, stellt man im Betriebssystem die Nutzung von 2 Monitoren ein: Die Referentenansicht wird dann zum Beispiel auf dem Laptop angezeigt, während die Teilnehmer die Präsentation angezeigt bekommen.
- Bei einer Online-Präsentation, wie beispielsweise auf TREFF.darc.de präsentiert man den Browser-Tab und navigiert im „Speaker View“ Fenster.
- Die Referentenansicht bezieht sich immer auf ein Kapitel. Am Ende des Kapitels muss sie geschlossen werden, um im neuen Kapitel eine neue Referentenansicht zu öffnen.
- Um mit dem Mauszeiger etwas zu markieren oder den Zoom zu verwenden, muss mit der Maus auf den Bildschirm mit der Präsentation gewechselt werden.
Vollbild
Tippt man ein „f“ ein, wird die aktuelle Folie im Vollbild angezeigt. Mit „Esc“ kann man diesen wieder verlassen.
Das ist insbesondere für den Bildschirm mit der Präsentation für das Publikum praktisch.
Ausblenden
Tippt man ein „b“ ein, wird die Präsentation ausgeblendet.
Sie kann wie folgte wieder eingeblendet werden:
- Durch klicken in das Fenster.
- Durch nochmaliges Drücken von „b“.
- Durch klicken der Schaltfläche „Resume presentation:
Zoom
Bei gedrückter Alt-Taste und einem Mausklick in der Präsentation wird in diesen Teil hineingezoomt. Das ist praktisch, um Details von Schaltungen hervorzuheben. Durh einen nochmaligen Mausklick zusammen mit Alt wird wieder herausgezoomt.
Das Zoomen funktioniert nur im ausgewählten Fenster. Die Referentenansicht ist hier nicht mit dem Präsenationsansicht gesynct.
Physikalische Stromrichtung
- Technische Stromrichtung vom Plus-Pol zum Minus-Pol
- In der Wissenschaft hat sich später erst herausgestellt, dass sich in Metallen die negativ geladenen Teilchen (Elekotronen) bewegen
- Elektronen werden vom Minus-Pol der Spannungsquelle abgestoßen und vom Plus-Pol angezogen
- Die Physikalische Stromrichtung ist entegegen gesetzt zur technischen Stromrichtung
Strom- und Spannungsmessung III
Foliensatz in Arbeit
2024-04-28: Die Inhalte werden noch aufbereitet.
Derzeit sind in diesem Abschnitt nur die Fragen sortiert enthalten.
Für das Selbststudium verweisen wir aktuell auf den Abschnitt Messtechnik im DARC Online Lehrgang für die Prüfung bis Juni 2024. Bis auf die Fragen hat sich an der Thematik nichts geändert.
Strom- und Spannungsmessung
A: Spannungsmessgerät bei 1, Strommessgerät bei 3.
B: Spannungsmessgerät bei 1, Strommessgerät bei 2.
C: Spannungsmessgerät bei 3, Strommessgerät bei 4.
D: Spannungsmessgerät bei 3, Strommessgerät bei 1.
A: 1, 3 und 4
B: 1, 2 und 3
C: 2, 3 und 4
D: 2, 4 und 1
Messgenauigkeit
A: 10,25 % zu hoch bestimmen.
B: 5 % zu hoch bestimmen.
C: 5 % zu niedrig bestimmen.
D: 9,75 % zu niedrig bestimmen.
Lösungsweg
- Prozentrechnung – die absoluten Werte sind nicht relevant
- gegeben: $U_{\textrm{Abw}}$ mit
95 % vom Realwert - gegeben: $I_{\textrm{Abw}}$ mit
95 % vom Realwert - gesucht: Abweichung der Leistung $P = U \cdot I$
$$\begin{equation}\begin{split} \nonumber P_{\textrm{Abw}} &= 100\% – (U_{\textrm{Abw}} \cdot I_{\textrm{Abw}})\\ &= 100\% – (95\% \cdot 95\%)\\ &= 100\% – 90,25\%\\ &= 9,75\% \end{split}\end{equation}$$
Strom durch Multimeter
A:
B:
C:
D:
Lösungsweg
- gegeben: $U = 0,5V$
- gegeben: $R = 10M\Omega$
- gesucht: $I$
$$\begin{equation} \nonumber I = \frac{U}{R} = \frac{0,5V}{10M\Omega} = 50nA \end{equation}$$
Thermoumformer
- Messgerät, bei dem die abgestrahlte Wärme an einem Widerstand gemessen wird
- Aus der abgestrahlten Wärme wird mit einem Thermoelement eine Gleichspannung erzeugt, die gemessen werden kann
- Wird dann eingesetzt, wenn eine elektrische Messung nicht möglich ist, z.B. bei nicht-periodischen Signalen
A: ein Oszillograf.
B: ein Messgerät mit Thermoumformer.
C: ein Messgerät mit Diodentastkopf.
D: ein Digitalmultimeter.
Oszilloskop II
Foliensatz in Arbeit
2024-04-28: Die Inhalte werden noch aufbereitet.
Derzeit sind in diesem Abschnitt nur die Fragen sortiert enthalten.
Für das Selbststudium verweisen wir aktuell auf den Abschnitt Wellenausbreitung im DARC Online Lehrgang für die Prüfung bis Juni 2024. Bis auf die Fragen hat sich an der Thematik nichts geändert. Das Thema war bisher Stoff der Klasse E und wurde mit der neuen Prüfungsordnung auf alle drei Klassen aufgeteilt.
A: Dipmeter
B: Absorptionsfrequenzmesser
C: Frequenzzähler
D: Oszilloskop
A: Frequenzmarken-Generator
B: Triggereinrichtung
C: Y-Vorteiler
D: X-Vorteiler
A: 70 % des Spitzenwertes gemessen.
B: 10 % des Spitzenwertes gemessen.
C: 90 % des Spitzenwertes gemessen.
D: 50 % des Spitzenwertes gemessen.
A: breitbandigen Oszilloskop.
B: breitbandigen Detektor und Kopfhörer.
C: empfindlichen SWR-Meter in Stellung Wellenmessung.
D: hochohmigen Vielfachinstrument in Stellung AC.
A:
B:
C:
D:
Lösungsweg
- gegeben: $R=50\Omega$
- gegeben: (aus Darstellung) $\^{U} = 100V$
- gesucht: $P_{\textrm{PEP}}$
$$\begin{equation}\begin{split} \nonumber P_{\textrm{PEP}} &= \frac{U_{\textrm{eff}}^2}{R} = \frac{(\frac{100V}{\sqrt{2}})^2}{50\Omega}\\ &=\frac{\frac{(100V)^2}{2}}{50\Omega} = \frac{5000V^2}{50\Omega} = 100W \end{split}\end{equation}$$
A:
B:
C:
D:
Lösungsweg
- gegeben: $R=50\Omega$
- gegeben: (aus Darstellung mit 10:1-Tastkopf) $\^{U} = 6V\cdot 10$
- gesucht: $P_{\textrm{PEP}}$
$$\begin{equation}\begin{split} \nonumber P_{\textrm{PEP}} &= \frac{U_{\textrm{eff}}^2}{R} = \frac{(\frac{6V\cdot 10}{\sqrt{2}})^2}{50\Omega}\\ &=\frac{\frac{(60V)^2}{2}}{50\Omega} = 36W \end{split}\end{equation}$$
Leiterwiderstand
Foliensatz in Arbeit
2024-04-28: Die Inhalte werden noch aufbereitet.
Derzeit sind in diesem Abschnitt nur die Fragen sortiert enthalten.
Für das Selbststudium verweisen wir aktuell auf den Abschnitt Messtechnik im DARC Online Lehrgang für die Prüfung bis Juni 2024. Bis auf die Fragen hat sich an der Thematik nichts geändert.
Widerstand von Drähten
$R = \frac{\rho\cdot l}{A_{\textrm{Dr}}}$
- $l$: Drahtlänge
- $A_{\textrm{Dr}}$: Drahtquerschnitt
- $\rho$: Spezifischer Widerstand in Ωmm2/m
Kupfer: 0,018
Aluminium: 0,028
Gold: 0,022
Silber: 0,016
Zink: 0,11
Eisen: 0,1
Messing: 0,07
A:
B:
C:
D:
Lösungsweg
- gegeben: $l = 1,8m$
- gegeben: $d = 0,2mm$
- gegeben: $\rho = 0,018 \frac{\Omega mm^2}{m}$
- gesucht: $R$
$$\begin{equation} \nonumber A_{\textrm{Dr}} = \frac{d^2\cdot \pi}{4} = \frac{(0,2mm)^2 \cdot \pi}{4} = \frac{\pi}{100}mm^2 = 0,0314mm^2 \end{equation}$$
$$\begin{equation} \nonumber R = \frac{\rho\cdot l}{A_{\textrm{Dr}}} = \frac{0,018 \frac{\Omega mm^2}{m} \cdot 1,8m}{0,0314mm^2} \approx 1,02\Omega \end{equation}$$
A:
B:
C:
D:
Lösungsweg
- gegeben: $A_{\textrm{Dr}} = 0,5mm^2$
- gegeben: $R = 1,5\Omega$
- gegeben: $\rho = 0,018 \frac{\Omega mm^2}{m}$
- gesucht: $l$
$$\begin{equation}\begin{align} \nonumber R &= \frac{\rho\cdot l}{A_{\textrm{Dr}}}\\ \nonumber \Rightarrow l &= \frac{R\cdot A_{\textrm{Dr}}}{\rho} = \frac{1,5\Omega \cdot 0,5mm^2}{0,018 \frac{\Omega mm^2}{m}} \approx 41,7m \end{align}\end{equation}$$
Temperaturkoeffizient
- Widerstand von Metallen steigt bei zunehemender Temperatur
A: Der Widerstand steigt mit zunehmender Temperatur, d. h. der Temperaturkoeffizient ist positiv.
B: Der Widerstand sinkt mit zunehmender Temperatur, d. h. der Temperaturkoeffizient ist negativ.
C: Der Widerstand oszilliert mit zunehmender Temperatur, d. h. der Temperaturkoeffizient ist komplex.
D: Der Widerstand ändert sich nicht mit zunehmender Temperatur, d. h. der Temperaturkoeffizient ist Null.
Leistung beim Wechselstrom
- Berechnung mit Effektivwert
- $U_{\textrm{eff}} = \frac{\^{U}}{\sqrt{2}}$
- $I_{\textrm{eff}} = \frac{\^{I}}{\sqrt{2}}$
A:
B:
C:
D:
Lösungsweg
- gegeben: $I_{\textrm{max}} = 0,5A$
- gegeben: $R = 20\Omega$
- gesucht: $P$
$$\begin{equation}\begin{split} \nonumber P &= I^2 \cdot R = (\frac{I_{\textrm{max}}}{\sqrt{2}})^2 \cdot R\\ &= \frac{(0,5A)^2}{2} \cdot 20\Omega \\ &= \frac{1}{8}A^2 \cdot 20\Omega = 2,5W \end{split}\end{equation}$$
Dezibel II
Leistungsverhältnis
Faktor 10
$p = 10\cdot \log_{10}(\frac{P}{1mW})\textrm{dBm}$
$p = 10\cdot \log_{10}(\frac{P}{1W})\textrm{dBW}$
$0\textrm{dBm}$ liegt bei $P = 1mW$ vor.
$0\textrm{dBW}$ liegt bei $P = 1W$ vor.
A:
B:
C:
D:
A:
B:
C:
D:
Spannungsverhältnis
Faktor 20
$u = 20\cdot \log_{10}(\frac{U}{0,775V})\textrm{dBu}$
$0\textrm{dBu}$ liegt bei $U = 0,775V$ vor.
$0\textrm{dBV}$ liegt bei $U = 1V$ vor.
$0\textrm{dBµV}$ liegt bei $U = 1µV$ vor.
A:
B:
C:
D:
Berechnungen
A: $10^{20}$ W.
B: $10^1$ W.
C: $10^{0,5}$ W.
D: $10^2$ W.
Lösungsweg
- gegeben: $p = 20\textrm{dBW}$
- gesucht: $P$
$$\begin{equation}\begin{align} \nonumber p &= 10\cdot \log_{10}(\frac{P}{1W})\textrm{dBW}\\ \nonumber \Rightarrow P &= 10^{\frac{p}{10}} \cdot 1W = 10^{\frac{20\textrm{dBW}}{10}} \cdot 1W = 10^2W \end{align}\end{equation}$$
A:
B:
C:
D:
A:
B:
C:
D:
Lösungsweg
1W = 1000mW
1000mW × 10 = 10000mW = 40dBm
A:
B:
C:
D:
Lösungsweg
- 16dB = 10dB + 6dB = 10 × 4 = 40
- 1W × 40 = 40W
A:
B:
C:
D:
Lösungsweg
- gegeben: $u = 120\textrm{dBµV}/m$
- gesucht: $U$
$$\begin{equation}\begin{align} \nonumber u &= 20\cdot \log_{10}(\frac{U}{1\textrm{µV}})\textrm{\textrm{dBµV}}\\ \nonumber \Rightarrow U &= 10^{\frac{p}{20}} \cdot 1\textrm{µV} = 10^{\frac{120\textrm{dBµV}/m}{20}} \cdot 1\textrm{µV} = 1V/m \end{align}\end{equation}$$
In der Literatur ist oft zu finden: 120dBµV = 1V
Ladung und Energie
Elektrische Ladung
Strom über Zeit
$Q = I\cdot t$
in Amperesekunde (As)
A: Amperesekunde (As)
B: Kilowatt (kW)
C: Ampere (A)
D: Joule (J)
Elektrische Energie
Leistung über Zeit
$W = P\cdot t$
in Joule (J) oder Wattstunden (Wh)
A: Joule (J) bzw. Wattstunden (Wh)
B: Volt (V) bzw. Watt pro Ampere (W/A)
C: Watt (W) bzw. Voltampere (VA)
D: Watt (W) bzw. Joule pro Stunde (J/h)
A:
B:
C:
D:
Lösungweg
- gegeben: $U = 230V$
- gegeben: $I = 0,63A$
- gegeben: $t = 7h$
- gesucht: $W$
$$\begin{equation} \nonumber W = P\cdot t = U\cdot I\cdot t = 230V\cdot 0,63A\cdot 7h = 1,01kWh \end{equation}$$
A:
B:
C:
D:
Lösungsweg
- gegeben: $U = 10V$
- gegeben: $R = 100\Omega$
- gegeben: $t = 1h$
- gesucht: $W$
$$\begin{equation} \nonumber W = P\cdot t = \frac{U^2}{R} \cdot t = \frac{(10V)^2}{100\Omega}\cdot 1h = 1Wh \end{equation}$$