Strom- und Spannungsversorgung

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.

Navigationspfeile für die Präsentation

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.

Referentenansicht

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.

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:
Schaltfläche für 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.

Spannungsquellen

Netzgerät

  • Die für uns Funkamateuere wichtigste Spannungsquelle ist, neben Batterien, das Netzgerät. Es wird über das Stromnetz mit 230 Volt Wechselspannung versorgt und erzeut eine Gleichspannung von 13,8 Volt. Damit lassen sich Funkgeräte und Zubehör versorgen.
  • Wichtig ist, dass die Ausggangsspannung bei Last konstant bleibt.
ED301: Welche Eigenschaften sollten Gleichspannungsquellen aufweisen?

A: Gleichspannungsquellen sollten bei Belastung eine niedrige Spannungskonstanz haben.

B: Gleichspannungsquellen sollten bei Belastung eine hohe Spannungskonstanz haben.

C: Gleichspannungsquellen sollten bei Belastung einen Wechselspannungsanteil haben.

D: Gleichspannungsquellen sollten bei Belastung die Spannung erhöhen.

Elektrische Sicherheit

Bei Netzgeräten, besonders mit einem Metallgehäuse, ist ein normgerechter Anschluss an das Stromnetz wichtig. Der Schutzleiter (grün/gelb) hat dabei die Aufgabe im Fehlerfall die Spannung zur „Erde“ abzuleiten und damit die Haussicherung auszulösen, damit keine gefährliche Spannung am Metallgehäuse anliegt. Bei einer 3-adrigen Leitung sind die Adernkennfarben wie folgt festgelegt:

Aderfarben

  • Außenleiter (L) → braun
  • Neutralleiter (N) → blau
  • Schutzleiter (PE) → grün/gelb
EK205: Wählen Sie die normgerechten Adernkennfarben von 3-adrigen, isolierten Energieleitungen und -kabeln in der Reihenfolge: Schutzleiter, Außenleiter, Neutralleiter!

A: braun, grüngelb, blau

B: grüngelb, braun, blau

C: grüngelb, blau, braun oder schwarz

D: grau, schwarz, rot

Stromquellen

Innenwiderstand

AB201: Welche Eigenschaften sollten Strom- und Spannungsquellen nach Möglichkeit aufweisen?

A: Stromquellen sollten einen möglichst niedrigen Innenwiderstand und Spannungsquellen einen möglichst hohen Innenwiderstand haben.

B: Strom- und Spannungsquellen sollten einen möglichst niedrigen Innenwiderstand haben.

C: Strom- und Spannungsquellen sollten einen möglichst hohen Innenwiderstand haben.

D: Stromquellen sollten einen möglichst hohen Innenwiderstand und Spannungsquellen einen möglichst niedrigen Innenwiderstand haben.

AG401: Welche Lastimpedanz ist für eine Leistungsanpassung erforderlich, wenn die Signalquelle eine Ausgangsimpedanz von 50 Ω hat?

A: 50 Ω

B: 1/50 Ω

C: 100 Ω

D: 200 Ω

AB202: In welchem Zusammenhang müssen der Innenwiderstand $R_\textrm{i}$ einer Strom- oder Spannungsquelle und ein direkt daran angeschlossener Lastwiderstand $R_\textrm{L}$ stehen, damit Leistungsanpassung vorliegt?

A: $R_\textrm{L} \gg R_\textrm{i}$

B: $R_\textrm{L} = \dfrac{1}{R_\textrm{i}}$

C: $R_\textrm{L} \ll R_\textrm{i}$

D: $R_\textrm{L} = R_\textrm{i}$

AB203: In welchem Zusammenhang müssen der Innenwiderstand $R_{\textrm{i}}$ einer Spannungsquelle und ein direkt daran angeschlossener Lastwiderstand $R_{\textrm{L}}$ stehen, damit Spannungsanpassung vorliegt?

A: $R_{\textrm{L}} = \frac{1}{R_{\textrm{i}}}$

B: $R_{\textrm{L}} \gg R_{\textrm{i}}$

C: $R_{\textrm{L}} = R_{\textrm{i}}$

D: $R_{\textrm{L}} \ll R_{\textrm{i}}$

AB204: In welchem Zusammenhang müssen der Innenwiderstand $R_\textrm{i}$ einer Stromquelle und ein direkt daran angeschlossener Lastwiderstand $R_\textrm{L}$ stehen, damit Stromanpassung vorliegt?

A: $R_{\textrm{L}} = R_{\textrm{i}}$

B: $R_{\textrm{L}} \ll R_{\textrm{i}}$

C: $R_{\textrm{L}} \gg R_{\textrm{i}}$

D: $R_{\textrm{L}} = \dfrac{1}{R_{\textrm{i}}}$

AB207: Die Leerlaufspannung einer Gleichspannungsquelle beträgt 13,5 V. Wenn die Spannungsquelle einen Strom von 2 A abgibt, sinkt die Klemmenspannung auf 13 V. Wie groß ist der Innenwiderstand der Spannungsquelle?

A: 1 Ω

B: 6,75 Ω

C: 0,25 Ω

D: 4 Ω

Lösungsweg

  • gegeben: $U_0 = 13,5V$
  • gegeben: $U_{Kl} = 13V$
  • gegeben: $I = 2A$
  • gesucht: $R_i$

$R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{13,5V-13V}{2A} = 0,25Ω$

AB208: Die Leerlaufspannung einer Gleichspannungsquelle beträgt 13,8 V. Wenn die Spannungsquelle einen Strom von 20 A abgibt, bleibt die Klemmenspannung auf 13,6 V. Wie groß ist der Innenwiderstand der Spannungsquelle?

A: 20 m$\Omega$

B: 0,2 Ω

C: 0,1 Ω

D: 10 m$\Omega$

Lösungsweg

  • gegeben: $U_0 = 13,8V$
  • gegeben: $U_{Kl} = 13,6V$
  • gegeben: $I = 20A$
  • gesucht: $R_i$

$R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{13,8V-13,6V}{20A} = 10mΩ$

AB206: Die Leerlaufspannung einer Gleichspannungsquelle beträgt 13,5 V. Wenn die Spannungsquelle einen Strom von 0,9 A abgibt, sinkt die Klemmenspannung auf 12,4 V. Wie groß ist der Innenwiderstand der Spannungsquelle?

A: 0,99 Ω

B: 0,82 Ω

C: 15,0 Ω

D: 1,22 Ω

Lösungsweg

  • gegeben: $U_0 = 13,5V$
  • gegeben: $U_{Kl} = 12,4V$
  • gegeben: $I = 0,9A$
  • gesucht: $R_i$

$R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{13,5V-12,4V}{0,9A} = 1,22Ω$

AB205: Die Leerlaufspannung einer Spannungsquelle beträgt 5,0 V. Schließt man einen Belastungswiderstand mit 1,2 Ω an, so geht die Klemmenspannung der Spannungsquelle auf 4,8 V zurück. Wie hoch ist der Innenwiderstand der Spannungsquelle?

A: 0,17 Ω

B: 8,2 Ω

C: 0,25 Ω

D: 0,05 Ω

Lösungsweg

  • gegeben: $U_0 = 5,0V$
  • gegeben: $U_{Kl} = 4,8V$
  • gegeben: $R_L = 1,2Ω$
  • gesucht: $R_i$

$I = \frac{U_{Kl}}{R_L} = \frac{4,8V}{1,2Ω} = 4A$

$R_i = \frac{U_i}{I} = \frac{U_0-U_{Kl}}{I} = \frac{5,0V-4,8V}{4A} = 0,05Ω$

Netzgerät

  • Netzgerät wandelt Wechselspannung von 230 V aus der Steckdose in kleinere Gleichspannung um
  • Im Amateurfunk wird häufig 13,8 V für Transceiver verwendet
ND101: Ein Mobilfunktransceiver ist an ein Netzgerät angeschlossen. Welche Aufgabe hat das Netzgerät?

A: Erzeugung einer Gleichspannung aus dem 230 V Wechselspannungsnetz.

B: Eine Internetverbindung zum Funkgerät herzustellen.

C: Erzeugung einer Wechselspannung aus einer Gleichspannung.

D: Die Stabilisierung der 230 V Wechselspannung.

ND102: Welche Spannung liefert ein Netzgerät für einen Mobilfunk-Transceiver üblicherweise?

A: ca. 13,8 V Gleichspannung

B: ca. 230 V Wechselspannung

C: ca. 230 V Gleichspannung

D: ca. 13,8 V Wechselspannung

Schutzkontakt

  • Beim Schutzkontaktstecker gibt es drei Pole
  • L- und N-Leiter durch Stifte
  • Dort liegt die 230 V-Spanung an
  • Schutzkontakt ist der dritte Pol
  • PE-Leiter durch äußere Schleifkontakte
ND109: Welche Verbindung stellt der Schutzkontakt in einem Schutzkontakt-Stecker (Schuko-Stecker) her?

A: Verbindung zum N-Leiter der Steckdose

B: Verbindung zum L-Leiter der Steckdose

C: Verbindung zum PE-Leiter der Steckdose

D: Verbindung zwischen PE- und N-Leiter in der Steckdose

Gleichspannungsausgang

Abbildung 139: Anschluss von Netzgerät und TRX
  • Ist zweipolig zum Transceiver
  • Klemmen sind in der Regel farbig
ND104: Warum ist die Spannungsversorgungsleitung vom externen Netzteil zum Transceiver zweipolig ausgeführt?

A: Damit die Spannungsreduzierung nicht zu hoch wird.

B: Damit der Stromkreis über den Transceiver geschlossen werden kann.

C: Damit von beiden Polen des Netzteils der Strom zum Transceiver fließen kann.

D: Der Transceiver nutzt eine Leitung, die andere Leitung dient zur Erdung.

ND103: Warum ist die Spannungsversorgungsleitung vom Gleichspannungsnetzteil zum Transceiver zweipolig ausgeführt?

A: Der Strom fließt aus beiden Leitern heraus und über die Erde zum Netzteil zurück.

B: Der Strom fließt in beide Leiter hinein und über die Erde zum Netzteil zurück.

C: Der Strom fließt in einem Leiter hin und im anderen Leiter wieder zurück.

D: Damit insgesamt mehr Strom fließen kann.

ND105: Wie sind die Klemmen einer 13,8 V Gleichspannungsversorgung gekennzeichnet?

A: Pluspol rot, Minuspol schwarz

B: Pluspol braun, Minuspol grüngelb

C: Pluspol schwarz, Minuspol grüngelb

D: Pluspol blau, Minuspol rot

ND106: Worauf ist beim Anschluss eines Gleichspannungsnetzteils an einen Transceiver besonders zu achten?

A: Polungsrichtiger Anschluss des SWR-Meters

B: Korrekte Verbindung zur Antenne

C: Polungsrichtiger Anschluss der Stromversorgungsleitung zum Transceiver

D: Richtige Polung des Schutzkontaktsteckers

ND107: Welche Folge kann eine Verpolung der Leitung vom Netzteil zum Transceiver nach sich ziehen?

A: Verzerrung des Empfangssignals

B: Verzerrung des Sendesignals

C: Ausfall der Backup-Batterie im Transceiver

D: Beschädigung des Funkgeräts

Feinsicherungen

Abbildung 147: Feinsicherungen

Feinsicherungen austauschen

  • Erst die Ursache beheben
  • Durch gleichartige ersetzen
  • Stromstärke und Auslösecharakteristik

Kenngrößen von Feinsicherungen

Auslösecharakteristik Kennzeichen Abschaltzeit bei zehnfachem Nennstrom
flink F max. 30 ms
mittelträge MT max. 90 ms
träge T max. 300 ms

Elektronische Begrenzung

  • In hochwertigen Netzgeräten
  • Im Kurzschlussfall wird die Stromstärke begrenzt
  • Kurzschlussstrombegrenzung
  • Kein Austausch von Sicherungen notwendig

Batterien und Akkus

  • Spannung durch Ladungstrennung in elektrochemischen Vorgängen
  • Beim Akku ist der Vorgang umkehrbar
  • Plus- oder Minuspol gekennzeichnet
NB201: Welches Bauteil wird durch das Schaltzeichen symbolisiert?

A: Batterie

B: Widerstand

C: Diode

D: Kondensator

NB203: Wie lauten die Bezeichnungen für die Anschlüsse 1 und 2 im Schaltsymbol?

A: 1 = Süd-Pol; 2 = Nord-Pol

B: 1 = Plus-Pol; 2 = Minus-Pol

C: 1 = Minus-Pol; 2 = Plus-Pol

D: 1 = Nord-Pol; 2 = Süd-Pol

Serienschaltung

  • Batterien lassen sich hintereinander schalten
  • Pluspol auf Minuspol der vorhergehenden Batterie
  • Die Gesamtspannung ist die Summe der Einzelspannungen
NB204: Folgende Schaltung besteht aus Spannungsquellen von je 1,5 V. Welche Spannung misst man zwischen den Kontakten, die mit „+“ und „-“ gekennzeichnet sind?

A: 0,25 V

B: 9 V

C: 1,5 V

D: 6 V

Kurzschluss

  • Vermeiden!
  • Bei Akkus Gefahr der Überhitzung
  • Brandgefahr
ND110: Was ist bei der Verwendung von Akkus und Batterien zu beachten?

A: Sie sollen stets vollkommen entladen werden.

B: Ein Kurzschluss ist zu vermeiden.

C: Sie müssen paarweise verwendet werden.

D: Sie müssen mit einem Mindestentladestrom betrieben werden.

Unsachgemäßer Umgang

  • In Akkus sind verschiedene chemische Technologien im Einsatz
  • Beim Aufladen angepasste Ladegeräte verwenden
  • Gefahr von Überhitzung, Explosion oder Brand
  • Dadurch kann es zu Verbrennungen, Verätzungen und Vergiftungen kommen
NK306: Welche Gefahren drohen dem Anwender bei unsachgemäßem Umgang mit wiederaufladbaren Batterien?

A: Anstieg des Innenwiderstands, Spannungsschwankungen, Leistungsreduzierung

B: Überstrom, Unterspannung, Leistungsreduzierung

C: Verbrennungen, Verätzungen, Vergiftungen

D: Verätzungen, Spannungsschwankungen, Ruhestromanstieg

Akkus

AB209: Folgende Schaltung eines Akkus besteht aus Zellen von je 2 V. Jede Zelle kann 10 Ah Ladung liefern. Welche Daten hat der Akku?

A: 2 V/60 Ah

B: 12 V/60 Ah

C: 12 V/10 Ah

D: 2 V/10 Ah

Lösungsweg

  • gegeben: $U = 2V$
  • gegeben: $Q = 10Ah$
  • gegeben: $N = 6$
  • gesucht: $U_{ges}, Q_{ges}$

$U_{ges} = N \cdot U = 6 \cdot 2V = 12V$

$Q_{ges} = Q =10Ah$

AB210: Auf dem Akku-Pack eines Handfunksprechgerätes stehen folgende Angaben: 7,4 V – 2200 mAh – 16,28 Wh. Welcher Begriff ist für die Angabe 2200 mAh zutreffend.

A: maximaler Ladestrom pro Stunde

B: Nennleistung

C: Nennkapazität

D: maximaler Entladestrom pro Stunde

AB211: Wie lange könnte man idealerweise mit einem voll geladenen Akku mit 60 Ah einen Amateurfunkempfänger betreiben, bis dieser auf 10 % seiner Kapazität entladen ist und einen Strom von 0,8 A aufnimmt?

A: 74 Stunden und 60 Minuten

B: 48 Stunden und 0 Minuten

C: 43 Stunden und 12 Minuten

D: 67 Stunden und 30 Minuten

Lösungsweg

  • gegeben: $Q_{max} = 60Ah$
  • gegeben: $Q_{10\%} = 0,1 \cdot Q_{max} = 6Ah$
  • gegeben: $I = 0,8A$
  • gesucht: $t$

$Q = I \cdot t \Rightarrow t = \frac{Q}{I} = \frac{Q_{max} – Q_{10\%}}{I} = \frac{54Ah}{0,8A} = 67,5h$

AB501: Ein 12 V Akku hat eine Kapazität von 5 Ah. Welcher speicherbaren Energie entspricht das?

A: 5,0 Wh

B: 2,4 Wh

C: 60,0 Wh

D: 12,0 Wh

Lösungsweg

  • gegeben: $U = 12V$
  • gegeben: $Q = 5Ah$
  • gesucht: $W$

$W = P \cdot t = U \cdot I \cdot t = U \cdot Q = 12V \cdot 5Ah = 60,0Wh$

Photovoltaik

AB212: Was ist die primäre Aufgabe einer Solarzelle?

A: Die Umwandlung von thermischer Energie in Strahlungsenergie.

B: Die Umwandlung von Strahlungsenergie in thermische Energie.

C: Die Umwandlung von Strahlungsenergie in elektrische Energie.

D: Die Umwandlung von elektrischer Energie in Strahlungsenergie.

AD301: Ein Photovoltaikmodul besteht aus vier parallel geschalteten Reihen von je 30 Solarzellen mit je Zelle 0,6 V Leerlaufspannung und 1 A Kurzschlussstrom. Welche Leerlaufspannung und welchen Kurzschlussstrom liefert das Modul?

A: Leerlaufspannung: 2,4 V, Kurzschlussstrom: 4 A

B: Leerlaufspannung: 18 V, Kurzschlussstrom: 30 A

C: Leerlaufspannung: 18 V, Kurzschlussstrom: 4 A

D: Leerlaufspannung: 2,4 V, Kurzschlussstrom: 30 A

Lösungweg

  • gegeben: $U_0 = 0,6V$
  • gegeben: $I_k = 1A$
  • gegeben: $N_R = 30, N_P = 4$
  • gesucht: $U_{0,ges}, I_{k,ges}$

$U_{0,ges} = N_R \cdot U_0 = 30 \cdot 0,6V = 18V$

$I_{0,ges} = N_P \cdot I_k = 4 \cdot 1A = 4A$

Spannungswandler

Gleichrichter I

Gleichrichter

  • Um die Wechselspannung zu einer Gleichspannung zu wandeln, benötigen wir einen Gleichrichter.
  • Die einfachste Möglichkeit ist die Gleichrichtung mit einer Diode, denn eine Diode leitet den Strom nur in eine Richtung.
  • Damit „schneiden“ wir von der Wechselspannung die negative Halbwelle ab.
  • Weitere Bauelemente sind notwendig um aus den positiven Halbwellen eine stabile Gleichspannung zu machen, diese lernen wir im Klasse A Kurs kennen.
ED304: Welchen Verlauf hat die Spannung $U$?
A:
B:
C:
D:

Gleichrichter II

AD302: Berechnen Sie für diese Schaltung die Leerlaufspannung an den Klemmen A – B.

A: Zirka 21 V

B: Zirka 15 V

C: Zirka 42 V

D: Zirka 30 V

Lösungsweg

  • gegeben: $U_{eff} = 15V$
  • gesucht: $\hat{U}$

$\hat{U} = U_{eff} \cdot \sqrt{2} = 15V \cdot 1,41 = 21,21V$

AD303: Welche Spannungsfestigkeit des Kondensators sollte mindestens gewählt werden, wenn das Transformationsverhältnis 20:1 beträgt und ein Sicherheitsaufschlag auf die Spannungsfestigkeit von 50 % berücksichtigt werden soll?

A: 10 V

B: 25 V

C: 16 V

D: 35 V

Lösungsweg

  • gegeben: $U_P = 230V$
  • gegeben: $\"{u} = 20:1$
  • gesucht: $\hat{U} + 50\%$

$ü = \frac{U_P}{U_S} \Rightarrow U_S = \frac{U_P}{ü} = \frac{230V}{20} = 11,5V$

$\hat{U} = U_S \cdot \sqrt{2} = 11,5V \cdot 1,41 \approx 16,26V$

$\hat{U} + 50\% \approx 25V$

AD304: Bei einem Transformationsverhältnis von 5:1 sollte die Spannungsfestigkeit der Diode (max. Spannung plus 20 % Sicherheitsaufschlag) in dieser Schaltung nicht weniger als ...

A: 90 V betragen.

B: 78 V betragen.

C: 156 V betragen.

D: 130 V betragen.

Lösungsweg

  • gegeben: $U_P = 230V$
  • gegeben: $\"{u} = 5:1$
  • gesucht: $U_{SS} + 20\%$

$ü = \frac{U_P}{U_S} \Rightarrow U_S = \frac{U_P}{ü} = \frac{230V}{5} = 46V$

$\hat{U} = U_S \cdot \sqrt{2} = 46V \cdot 1,41 \approx 65,05V$

$U_{SS} + 20\% = 2 \cdot \hat{U} + 20\% \approx 156V$

Brückengleichrichter

AD305: Welche der folgenden Auswahlantworten enthält die richtige Diodenanordnung und Polarität eines Brückengleichrichters?
A:
B:
C:
D:
AD306: Wie groß ist die Spannung am Siebkondensator $C_{\textrm{S}}$ im Leerlauf, wenn die Netzwechselspannung von 230 V anliegt und das Windungsverhältnis 8:1 beträgt?

A: etwa 20 V

B: etwa 40 V

C: etwa 58 V

D: etwa 29 V

Lösungsweg

  • gegeben: $U_P = 230V$
  • gegeben: $\"{u} = 8:1$
  • gegeben: $U_D = 0,6V$
  • gesucht: $\hat{U}$

$ü = \frac{U_P}{U_S} \Rightarrow U_S = \frac{U_P}{ü} = \frac{230V}{8} = 28,75V$

Im Leerlauf kann die Diodenspannung vernachlässigt werden.

$\hat{U} = U_S \cdot \sqrt{2} = 28,75V \cdot 1,41 \approx 40V$

Vollweggleichrichter

AD307: Welche Gleichrichterschaltung erzeugt eine Vollweg-Gleichrichtung mit der angezeigten Polarität?
A:
B:
C:
D:
AD308: Welche Form hat die Ausgangsspannung der dargestellten Schaltung?
A:
B:
C:
D:
AD310: Welche Grundfrequenz hat die Ausgangsspannung eines Vollweggleichrichters, der an eine 50 Hz-Versorgung angeschlossen ist?

A: 200 Hz

B: 100 Hz

C: 25 Hz

D: 50 Hz

Restwelligkeit

AD309: Im folgenden Bild ist die Spannung am Ausgang einer Stromversorgung dargestellt. Die Restwelligkeit und die Brummfrequenz betragen ...

A: 13,5 V ±1,5 V; 100 Hz

B: 13,5 V ±1,5 V; 50 Hz

C: 3 V; 100 Hz

D: 3 V; 50 Hz

Schaltnetzteil I

  • Das im vorigen Kapitel vorgestellte Netzteil hat den Nachteil eines hohen Gewichts durch den Transformator und einen schlechten Wirkungsgrad aufgrund von Verlusten bei der Konstanthaltung der Ausgangsspannung.
  • Schaltnetzteile bringen die Eingangsspannung auf eine höhere Frequenz, wodurch kleinere Transformatoren eingesetzt werden können und bieten effizientere Wege die Ausgangsspannung konstant zu halten.

Details auch hier im Klasse A Kurs, wir konzentrieren uns auf die positiven Eigenschaften:

  • Hoher Wirkungsgrad
  • Geringes Gewicht
  • Geringes Volumen
ED302: Welche Eigenschaften hat ein Schaltnetzteil?

A: Hoher Wirkungsgrad, geringes Gewicht, geringes Volumen.

B: Hoher Wirkungsgrad, hohes Gewicht, geringes Volumen.

C: Niedriger Wirkungsgrad, geringes Gewicht, geringes Volumen.

D: Hoher Wirkungsgrad, geringes Gewicht, großes Volumen.

Aber: Wo Licht ist, ist auch Schatten.

  • Durch die hohen Frequenzen kann es zu hochfrequenten Störungen kommen, die besonders im Kurzwellenbereich stören.
  • Bei für den Amateurfunk konzipierten Netzgeräten ist das inzwischen kein Problem mehr, bei Netzgeräten in der Unterhaltungselektronik schon.
ED303: Welches ist der Hauptnachteil eines Schaltnetzteils ?

A: Ein Schaltnetzteil kann keine so hohen Ströme abgeben.

B: Ein Schaltnetzteil hat hohe Verluste.

C: Ein Schaltnetzteil kann hochfrequente Störungen erzeugen.

D: Ein Schaltnetzteil hat einen niedrigen Wirkungsgrad.

Schaltnetzteil II

AD311: Welche Funktion übernimmt der elektronische Schalter (Block E) des Schaltnetzteils?

A: Puls-Gleichrichter

B: Überspannungsableiter

C: Impulsbreitenmodulator

D: Gleichrichter

AD312: Was ist der Hauptnachteil des dargestellten Schaltnetzteils?

A: Der Brückengleichrichter erzeugt eine Spannung mit Restwelligkeit.

B: Der elektronische Schalter in Block E erzeugt ein unerwünschtes Signalspektrum.

C: Die Diode am Ausgang muss hohe Frequenzen gleichrichten.

D: Der Transformator bewirkt hohe Verluste

AD313: In einem Amateurfunkempfänger werden etwa alle 120 kHz unerwünschte Signale festgestellt. Dies ist wahrscheinlich zurückzuführen auf ...

A: unerwünschte Abstrahlungen eines linearen Netzteils.

B: eine Amateurfunkstelle mit unzureichender Anpassung der Antenne.

C: unerwünschte Abstrahlungen eines Schaltnetzteils.

D: einen schlecht entstörten Bürstenmotor.

AD314: Welche der dargestellten Schaltungen könnte in den Netzeingang eines Schaltnetzteils eingebaut werden, um eine Verbreitung von Störungen in das Stromversorgungsnetz zu verringern?
A:
B:
C:
D:

Spannungsstabilisierung

AD315: Wenn man folgendes Signal an den Eingang der gezeigten Schaltung anlegt, beträgt die Ausgangsspannung zwischen A und B ungefähr ...

A: 5 V.

B: 11,2 V.

C: 5,6 V.

D: 6,2 V.

AD316: Welche Beziehung muss zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung der folgenden Schaltung bestehen, damit der Linearspannungsregler IC1 eine stabilisierte Ausgangsspannung erzeugt?

A: Die Eingangsspannung muss größer als die gewünschte Ausgangsspannung sein.

B: Die Eingangsspannung muss gleich der gewünschten Ausgangsspannung sein

C: Die Eingangsspannung muss mindestens doppelt so groß wie die gewünschte Ausgangsspannung sein.

D: Die Eingangsspannung muss kleiner als die gewünschte Ausgangsspannung sein.

AD317: Bei dieser Schaltung mit einem 12 V-Festspannungsregler schwankt die Eingangsspannung zwischen 15 V und 18 V. Wie groß ist die Spannungsschwankung am Ausgang?

A: Die Spannungsschwankung beträgt ca. 3 V.

B: Die Spannungsschwankung beträgt nahezu null Volt.

C: Die Spannungsschwankung beträgt ca. 0,7 V.

D: Die Spannungsschwankung liegt zwischen 0,7 V und 3 V.

AD319: Ein linearer Spannungsregler stabilisiert eine Eingangsspannung von 13,8 V auf eine Ausgangsspannung von 9 V. Es fließt ein Ausgangsstrom von 900 mA. Wie groß ist die Verlustleistung im Spannungsregler?

A: 12,42 W

B: 8,10 W

C: 1,53 W

D: 4,32 W

Lösungsweg

  • gegeben: $U_{zu} = 13,8V$
  • gegeben: $U_{ab} = 9V$
  • gegeben: $I = 900mA$
  • gesucht: $P_V$

$U_{IC1} = U_{zu} – U_{ab} = 13,8V – 9V = 4,8V$

$P_V = U_{IC1} \cdot I = 4,8V \cdot 900mA = 4,32W$

AD318: Wie groß ist die Verlustleistung im Linearspannungsregler IC1?

A: 4,4 W

B: 2,5 W

C: 5,0 W

D: 7,9 W

Lösungsweg

  • gegeben: $U_{zu} = 13,8V$
  • gegeben: $U_{ab} = 5V$
  • gegeben: $R_L = 10Ω$
  • gesucht: $P_V$

$I = \frac{U_{zu}}{R_L} = \frac{5V}{10Ω} = 500mA$

$U_{IC1} = U_{zu} – U_{ab} = 13,8V – 5V = 8,8V$

$P_V = U_{IC1} \cdot I = 8,8V \cdot 500mA = 4,4W$

AD320: Ein linearer Spannungsregler stabilisiert eine Eingangsspannung von 13,8 V auf eine Ausgangsspannung von 5 V. Es fließt ein Eingangsstrom von 455 mA und ein Ausgangsstrom von 450 mA. Wie groß ist der Wirkungsgrad?

A: 0,99

B: 0,64

C: 0,36

D: 0,56

Lösungsweg

  • gegeben: $U_{zu} = 13,8V$
  • gegeben: $U_{ab} = 5V$
  • gegeben: $I_{zu} = 455mA$
  • gegeben: $I_{ab} = 450mA$
  • gesucht: $\eta$

$\eta = \frac{P_{ab}}{P_{zu}} = \frac{U_{ab} \cdot I_{ab}}{U_{zu} \cdot I_{zu}} = \frac{5V \cdot 450mA}{13,8V \cdot 455mA} \approx 0,36$

AD321: Wie groß ist der Wirkungsgrad $\left(\eta = \dfrac{P_{\textrm{L}}}{P_{\textrm{IN}}}\right)$ der dargestellten Spannungsstabilisierung, wenn durch den Lastwiderstand $R_{\textrm{L}}$ = 470 Ω ein Strom von $I_{\textrm{L}}$ = 10 mA und durch die Z-Diode ein Strom $I_{\textrm{Z}}$ = 15 mA fließt.

A: 0,34

B: 0,17

C: 0,21

D: 0,14

Lösungsweg

  • gegeben: $R_L = 470Ω$
  • gegeben: $I_L = 10mA$
  • gegeben: $I_Z = 15mA$
  • gegeben: $U_{IN} = 13,8V$
  • gesucht: $\eta = \frac{P_L}{P_{IN}}$

$P_L = I_L^2 \cdot R_L = (10mA)^2 \cdot 470Ω = 47mW$

$P_{IN} = U_{IN} \cdot I_{IN} = U_{IN} \cdot (I_Z + I_L) = 13,8V \cdot (15mA + 10mA) = 345mW$

$\eta = \frac{P_L}{P_{IN}} = \frac{47mW}{345mW} \approx 0,14$

Fernspeiseweiche

AD322: Zu welchem Zweck wird ein Bias-T (Fernspeiseweiche) eingesetzt?

A: Zur Übertragung von zwei unterschiedlichen Gleichspannungen über eine gemeinsame Leitung.

B: Zur Verteilung eines HF-Signals auf zwei Ausgänge.

C: Zur Verteilung der Gleichspannung auf zwei unterschiedliche Geräte.

D: Zur Gleichspannungsversorgung und HF-Signalübertragung über eine gemeinsame Leitung.

AD323: Was stellt die folgende Schaltung dar?

A: PI-Filter

B: Bandsperre

C: Netzfilter

D: Bias-T

AD324: Zu welchem Zweck dient $C_1$ in dem dargestellten Bias-T?

A: Zur Verbesserung des Tiefpass-Verhaltens.

B: Zur Siebung der Gleichspannung.

C: Zur Trennung der Gleichspannung vom Empfängereingang.

D: Zur HF-Trennung von RX und LNA.

AD325: Was ist bei der Dimensionierung der Spule in dem dargestellten Bias-T zu beachten?

A: Temperaturkoeffizient

B: Güte

C: Strombelastbarkeit

D: Spannungsfestigkeit

Sicherungen

  • Im Netzgerät und/oder in der Verbindungsleitung zum Transceiver gibt es sogenannte Feinsicherungen
  • Diese unterbrechen im Fehlerfall (Kurzschluss oder Überlastung) den Stromfluss
  • Nachdem eine Feinsicherung ausgelöst hat und man die Ursache behoben hat, muss man sie austauschen.
  • Defekte Sicherungen dürfen nur durch gleichartige ersetzt werden!
  • Dabei ist sowohl auf Stromstärke als auch die Auslösecharakteristik zu achten, die angibt, wie schnell eine Sicherung auslöst (flink, mittelträge, träge).
Auslösecharakteristik Kennzeichen Abschaltzeit bei zehnfachem Nennstrom
flink F max. 30 ms
mittelträge MT max. 90 ms
träge T max. 300 ms
EK204: Sie haben in ihren Kurzwellensender soeben einen Kurzschluss im Netzteil erfolgreich repariert. Durch den Fehler wurde auch die Feinsicherung für die Stromversorgung mit der Aufschrift 20 A „Flink“ zerstört. Beim Austausch dieser Sicherung ...

A: darf bei gleichem Stromwert auch eine Sicherung mit Auslösecharakteristik „Mittelträge“ oder „Träge“ eingesetzt werden.

B: sollte eine Sicherung gleichen Stromwertes und gleicher Auslösecharakteristik eingesetzt werden.

C: kann ersatzweise auch eine Drahtbrücke aus dünnem Kupferdraht eingesetzt werden.

D: darf der Stromwert auch größer als 20 A sein, es muß jedoch eine Sicherung mit Auslösecharakteristik „Flink“ eingesetzt werden.

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