Bauteile und Schaltkreise

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.

Recht zum Selbstbau

  • Sender und Sendeanlagen benötigen normalerweise eine behördliche Zulassung
  • Funkamateure sind davon ausgenommen
  • Sie sind berechtigt, im Handel erhältliche, selbstgefertigte oder auf Amateurfunkfrequenzen umgebaute Sendeanlagen zu betreiben
VC109: Welches Recht haben Funkamateure in Bezug auf den Betrieb von Sendeanlagen? Ein Funkamateur ...

A: benötigt in keinem Fall eine Standortbescheinigung der BNetzA für seine Amateurfunkstelle.

B: darf mit seiner Amateurfunkstelle jederzeit Nachrichten für und an Dritte übermitteln, die nicht den Amateurfunkdienst betreffen.

C: ist berechtigt, im Handel erhältliche, selbst gefertigte oder auf Amateurfunkfrequenzen umgebaute Sendeanlagen zu betreiben.

D: muss die einschlägigen Bestimmungen der BNetzA zur elektrischen Sicherheit nicht beachten.

Bauteile

  • Zum Selbstbau werden verschiede elektronische Bauteile benötigt
  • Diese weisen unterschiedliche Eigenschaften auf
  • In Klasse N gibt es nur wenige, einfache Schaltungen → mehr in Klasse E und A
  • Kenntnisse der Symbole und Bezeichnungen reichen

Anforderungen an Funkgeräte

  • Alle im Handel erhältlichen, seriengefertigten Funkanlagen müssen die grundlegenden Anforderungen und Bestimmungen des Funkanlagengesetzes (FuAG) einhalten
  • EU-Konformitätserklärung (CE-Kennzeichnung) vor in Verkehr bringen erstellen
  • Nur dann dürfen vom Markt bereitgestellte Anlagen in Betrieb genommen werden
VE401: Welches Gesetz regelt unter anderem das Inverkehrbringen, den freien Warenverkehr und die Inbetriebnahme von auf dem Markt bereitgestellten Amateurfunkanlagen?

A: Das Funkanlagengesetz (FuAG)

B: Für solche Amateurfunkgeräte gibt es keine Regelung.

C: Das Gesetz über die elektromagnetische Verträglichkeit von Betriebsmitteln (EMVG)

D: Die Amateurfunkverordnung (AfuV)

VE402: Welche Geräte fallen in den Anwendungsbereich des Funkanlagengesetzes (FuAG)?

A: Kommerziell hergestellte Funkanlagen, die zu Amateurfunkzwecken umgebaut wurden

B: Bausätze für Amateurfunkanlagen

C: Auf dem Markt bereitgestellte Amateurfunkanlagen

D: Selbstgebaute Amateurfunkanlagen

VE403: Welche grundlegenden Anforderungen werden nach dem Funkanlagengesetz (FuAG) an Amateurfunkgeräte gestellt?

A: Die Funkgeräte müssen eine nationale Zulassungskennzeichnung nach Vorgabe der BNetzA tragen.

B: Selbstgebaute Funkgeräte müssen die grundlegenden Anforderungen nach dem Funkanlagengesetz (FuAG) einhalten und eine CE-Kennzeichnung tragen.

C: Seriengefertigte Geräte müssen die grundlegenden Anforderungen nach dem Funkanlagengesetz (FuAG) einhalten und eine CE-Kennzeichnung tragen.

D: Seriengefertigte Amateurfunkgeräte unterliegen nicht dem Funkanlagengesetz (FuAG).

VE404: Welche Vorschriften müssen im Handel erhältliche Empfangsfunkanlagen einhalten, die dem Amateurfunk zugewiesene Frequenzen empfangen können?

A: Amateurfunkempfänger dürfen ausschließlich von Funkamateuren betrieben werden; darüber hinaus gibt es keine weiteren Vorschriften.

B: Grundlegende Anforderungen an Amateurfunkempfänger sind in der Amateurfunkverordnung geregelt.

C: Es sind die Bestimmungen des Funkanlagengesetzes (FuAG) einzuhalten.

D: Amateurfunkempfänger brauchen grundsätzlich keinerlei Bestimmungen einzuhalten.

Selbstbau

  • Ausnahme: von Funkamateuren selbst gebaute und umgebaute Funkanlagen
  • Müssen nicht die Anforderungen des Funkanlagengesetzes erfüllen
  • Müssen keine CE-Kennzeichnung tragen
VE405: Wird für von Funkamateuren zusammengebaute Funkanlagen der Nachweis auf Einhaltung der technischen Vorschriften nach den Bestimmungen des Funkanlagengesetzes (FuAG) verlangt?

A: Solche Amateurfunkanlagen müssen den Anforderungen des Funkanlagengesetzes (FuAG) genügen.

B: Solche Amateurfunkanlagen sind nach den Funkanlagengesetzes (FuAG) nicht zulässig.

C: Solche Amateurfunkanlagen müssen der BNetzA zur Prüfung vorgestellt werden.

D: Solche Amateurfunkanlagen müssen nicht den Anforderungen des Funkanlagengesetzes (FuAG) genügen.

Leiter und Nichtleiter

Materialien lassen sich in drei Gruppen einteilen:

  1. Leiter
  2. Nichtleiter
  3. Halbleiter

Leiter

  • Leiten elektrischen Strom
  • Sind meistens aus Metall
  • Manche können Strom besser leiten als andere

Leiter, sortiert von besonders gut zu weniger gut leitend

1 Silber
2 Kupfer
3 Gold
4 Aluminium
5 Wolfram
6 Zink
7 Zinn
NB101: Welches der genannten Metalle hat bei Raumtemperatur die höchste elektrische Leitfähigkeit?

A: Kupfer

B: Aluminium

C: Zink

D: Wolfram

NB102: Welches der genannten Metalle hat bei Raumtemperatur die höchste elektrische Leitfähigkeit?

A: Silber

B: Kupfer

C: Gold

D: Zinn

NB103: Welches der genannten Metalle hat bei Raumtemperatur die schlechteste elektrische Leitfähigkeit?

A: Kupfer

B: Gold

C: Aluminium

D: Zinn

Nichtleiter

  • Leiten keinen elektrischen Strom
  • Auch Isolatoren genannt

Isolatoren

Bezeichnung Abkürzung
Porzellan
Polyethylen PE
Polystyrol PS
Kork
Polyvinylchlorid PVC
Polytetrafluorethylen PTFE
NB104: Die Materialien welcher Gruppe sind bei Raumtemperatur alle Nichtleiter (Isolatoren)?

A: Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylchlorid (PVC), Wolfram

B: Porzellan, Polyethylen (PE), Bronze

C: Polystyrol (PS), Messing, Kork

D: Porzellan, Polyethylen (PE), Polystyrol (PS)

Stromkreis

  • Besteht aus einer Spannungsquelle und einem Verbraucher
  • Die Spannung bringt den Strom zum Fließen

Schalter

  • Unterbricht oder schließt Stromkreis
  • Bei offenem Schalter ist der Stromfluss unterbrochen
Abbildung 120: Offener Stromkreis
NB701: Welches Bauteil wird durch das Schaltzeichen symbolisiert?

A: Masse

B: Erde

C: Antenne

D: Schalter

Widerstand

  • Begrenzt den Stromfluss
  • Wandelt Strom in Wärme um
NC101: Welches Bauteil wird durch das Schaltzeichen symbolisiert?

A: Spule

B: Kondensator

C: Diode

D: Widerstand

Stromrichtung

Abbildung 123: Geschlossener Stromkreis

Vom Pluspol zum Minuspol: technische Stromrichtung

NB702: Welches Bild zeigt die technische Stromrichtung korrekt an?
A:
B:
C:
D:
NB207: Kann in folgender Schaltung von zwei gleichen Spannungsquellen Strom fließen? Welche Begründung ist richtig?

A: Ja, weil die Spannungsquellen nie exakt identisch sind.

B: Nein, weil kein geschlossener Stromkreis vorhanden ist.

C: Nein, weil dies nur bei verschiedenen Spannungsquellen möglich ist.

D: Ja, weil der Pluspol mit dem Minuspol verbunden ist.

Spannungsmessung

  • Spannungen lassen sich mit einem Messgerät ermitteln
  • Schaltsymbol „V mit einem Kreis“
  • Messgerät richtig einstellen
  • An den richtigen Stellen messen

Richtig messen

  • Spannung wird zwischen zwei Punkten gemessen
  • Parallel zum zu messenden Bauteil
NI101: Was wird durch dieses Schaltzeichen symbolisiert?

A: Stromquelle

B: Spannungsquelle

C: Strommessgerät

D: Spannungsmessgerät

NI103: In welcher Schaltung ist ein Multimeter richtig eingesetzt, um die Spannung der Batterie im laufenden Betrieb zu messen?
A:
B:
C:
D:
NB205: Welchen Betrag zeigt das Spannungsmessgerät in folgender Schaltung?

A: 1,5 V

B: 0 V

C: 3 V

D: 2,25 V

NB206: Welche Spannung zeigt das Spannungsmessgerät in folgender Schaltung?

A: -3 V

B: 0 V

C: 3 V

D: 1,5 V

Strom messen

  • Strommessgeräte messen den elektischen Strom
  • Schaltsymbol „A in einem Kreis“

Richtig messen

  • Strom wird in Serie mit den Bauteilen gemessen
  • Dadurch wird die Stromstärke durch das Bauteil ermittelt
NI102: Was wird durch dieses Schaltzeichen symbolisiert?

A: Spannungsquelle

B: Spannungsmessgerät

C: Stromquelle

D: Strommessgerät

NI104: In welcher Schaltung ist ein Multimeter richtig eingesetzt, um den Strom durch den Widerstand und die LED zu messen?
A:
B:
C:
D:

Ohmsches Gesetz

Kurze Wiederholung:

  • Elektrische Ladungen werden in Spannungesquellen getrennt, wodurch elektrische Spannung entsteht. Buchstabe $U$, Einheit Volt (V).
  • Elektrische Spannung sorgt für elektrischen Stromfluss in geschlossenem Stromkreis. Buchstabe $I$, Einheit Ampere (A).
  • Verbraucher üben in einem Stromkreis einen Widerstand aus und bremsen den Stromfluß. Buchstabe $R$, Einheit Ohm (Ω).
NA203: Welche Einheit wird üblicherweise für den elektrische Widerstand verwendet?

A: Ampere (A)

B: Watt (W)

C: Ohm ($\Omega$)

D: Volt (V)

Zusammenhang

Abbildung 128: Stromkreis mit Batterie
  • Bei 20 V erhöht sich der Strom auf 2 mA
  • Bei 5 V verringert sich der Strom auf 0,5 mA

$\dfrac{U}{I} = \dfrac{10 \ \text{V}}{0,001 \ \text{A}} = \dfrac{20 \ \text{V}}{0,002 \ \text{A}} = \dfrac{5 \ \text{V}}{0,0005 \ \text{A}} = 10000 \frac{\text{V}}{\text{A}}$

Proportionalität: $I$ ist proportional zu $U$ mit Proportionalitätsfaktor 10000

Widerstand

  • Der Proportionalitätsfaktor von 10000 aus dem Beispiel ist der Widerstand $R$
  • Einheit: $1 \ Ω = 1 \frac{\text{V}}{\text{A}}$
  • Der Widerstand aus dem Beispiel beträgt 10000 Ω oder 10 kΩ

Ohmsches Gesetz

Der Widerstand ist das Verhältnis von Spannung und Strom

$ R = \dfrac{U}{I} $

NB505: Welcher Widerstandswert liegt vor?

A: 0,025 Ω

B: 3,600 Ω

C: 0,200 Ω

D: 40,000 Ω

Formelumstellung

  • Spannung und Widerstand bekannt
  • Strom unbekannt

$ I = \dfrac{U}{R} $

NB504: Welche Spannung lässt einen Strom von 90 mA durch den Widerstand fließen?

A: 1,111 kV

B: 9,000 kV

C: 9,000 V

D: 1,111 V

NB502: Welcher der nachfolgenden Ausdrücke stellt den Zusammenhang zwischen Strom, Spannung und Widerstand korrekt dar?

A: $I =R \cdot U$

B: $R = \dfrac{I}{U}$

C: $R = U \cdot I$

D: $I = \dfrac{U}{R}$

NB503: Welcher der nachfolgenden Ausdrücke stellt den Zusammenhang zwischen Strom, Spannung und Widerstand korrekt dar?

A: $R = U \cdot I$

B: $R = \dfrac{I}{U}$

C: $I =R \cdot U$

D: $R = \dfrac{U}{I}$

NB501: Welcher der nachfolgenden Ausdrücke stellt den Zusammenhang zwischen Strom, Spannung und Widerstand korrekt dar?

A: $I =R \cdot U$

B: $U = R \cdot I $

C: $R = \dfrac{I}{U}$

D: $R = U \cdot I$

Widerstandsfarbcode

Abbildung 129: Ein Widerstand mit 4 Farbringen

Toleranz

  • Abweichung vom tatsächlichen Wert
  • Beispiel: silber bedeutet ±10 %
  • 10 % von 47 kΩ = 4,7 kΩ
  • Widerstandswert zwischen 42,3 kΩ und 51,7 kΩ
NC107: Die Farbringe gelb, violett und orange auf einem Widerstand mit 4 Farbringen bedeuten einen Widerstandswert von ...

A: 470 kΩ.

B: 4,7 MΩ.

C: 47 kΩ.

D: 4,7 kΩ.

NC105: Die Farbringe gelb, violett und rot auf einem Widerstand mit 4 Farbringen bedeuten einen Widerstandswert von ...

A: 4,7 kΩ.

B: 470 kΩ.

C: 47 kΩ.

D: 4,7 MΩ.

NC106: Die Farbringe rot, violett und orange auf einem Widerstand mit 4 Farbringen bedeuten einen Widerstandswert von ...

A: 27 kΩ.

B: 2,7 MΩ.

C: 2,7 kΩ.

D: 270 kΩ.

NC104: Die Farbringe rot, violett und rot auf einem Widerstand mit 4 Farbringen bedeuten einen Widerstandswert von ...

A: 270 kΩ.

B: 2,7 kΩ.

C: 27 kΩ.

D: 2,7 MΩ.

NC103: Welche drei Farbringe hat ein 1,2 kΩ Widerstand am Anfang, wenn vier Farbringe verwendet werden?

A: Rot, orange, braun

B: Braun, rot, rot

C: Rot, braun, rot

D: Braun, rot, orange

NC102: Welchem Multiplikator entspricht ein grüner Farbring auf einem Widerstand mit 4 Farbringen?

A: 10000

B: 100000

C: 10000000

D: 1000000

NC108: Welche Toleranz weist ein Widerstand mit 4 Farbcodes auf, wenn der vierte Farbring ein silberner Farbring ist?

A: $±$1 %

B: $±$10 %

C: $±$0,1 %

D: $±$5 %

NC109: Welche Toleranz weist ein Widerstand mit 4 Farbcodes auf, wenn der vierte Farbring ein goldener Farbring ist?

A: $±$1 %

B: $±$5 %

C: $±$0,1 %

D: $±$0,5 %

NC110: Welche Toleranz weist ein Widerstand mit 4 Farbcodes auf, wenn der vierte Farbring braun ist?

A: $±$5 %

B: $±$0,1 %

C: $±$10 %

D: $±$1 %

Halbleiter

  • Weisen Eigenschaften von Leitern als auch von Nichtleitern auf
  • Häufige Halbleiterelemente: Silizium oder Germanium

Diode

  • Einfachstes Halbleiter-Bauteil: Diode
  • Strom kann nur in einer Richtung durch sie hindurchfließen
NC401: Welches Bauteil wird durch das Schaltzeichen symbolisiert?

A: Widerstand

B: Kondensator

C: Diode

D: Spule

Anschlüsse einer Diode

  • Anode und Kathode
  • Plus-Pol an Anode und Minus-Pol an Kathode: Diode leitet
  • Plus-Pol an Kathode und Minus-Pol an Anode: Diode sperrt
NC403: Wie lauten die Bezeichnungen für die Anschlüsse 1 und 2 im Schaltsymbol?

A: 1 = Kathode; 2 = Anode

B: 1 = Anode; 2 = Kathode

C: 1 = Basis; 2 = Kathode

D: 1 = Emitter; 2 = Anode

NC404: In welchem der abgebildeten Stromkreise fließt Strom?
A:
B:
C:
D:

LED

  • Leuchtdiode, „light-emitting diode“
  • Leuchtet, sobald Strom durch sie hindurchfließt
  • Schaltbild: Diode mit zwei zusätzlichen Pfeilen nach außen
  • Verhält sich wie Diode, aber leuchtet
NC402: Welches Bauteil wird durch das Schaltzeichen symbolisiert?

A: Spule

B: Kondensator

C: Leuchtdiode

D: Batterie

NB703: Bei welchem der abgebildeten Stromkreise leuchtet die LED?
A:
B:
C:
D:

Leistung

  • Elektrische Geräte haben eine Leistungsaufnahme angegeben
  • Beispiele: LED-Leuchtmittel 7 W, Staubsauger 425 W
  • An jedem Widerstand wird elektrische Leistung umgesetzt
  • Strom fließt durch einen Widerstand → Umwandlung von elektrischer Energie in thermische Energie
  • Je größer der Strom, desto mehr Wärme
NA204: Welche Einheit wird üblicherweise für die elektrische Leistung verwendet?

A: Kilowattstunden (kWh)

B: Watt (W)

C: Joule (J)

D: Amperestunden (Ah)

NA211: 0,010 W entspricht ...

A: 100 nW

B: 10 μW

C: 10 mW

D: 100 pW

NA210: 1 W entspricht ...

A: 1000 nW

B: 1000 μW

C: 1000 mW

D: 1000 pW

Berechnung der Leistung

Abhängig von Strom und Spannung

$ P = U \cdot I $

$ U = \dfrac{P}{I} $

$ I = \dfrac{P}{U} $

NB601: Welche Leistung nimmt ein Transceiver bei 13,8 V Gleichspannung auf, wenn das Strommessgerät im Netzteil 1,5 A anzeigt?

A: 2,07 W

B: 1,53 W

C: 20,7 W

D: 9,2 W

NB602: An einem Vorwiderstand fällt bei einem Strom von 50 mA eine Spannung von 50 V ab. Wieviel Leistung wird an diesem in Wärme umgesetzt?

A: 1 kW

B: 2,5 W

C: 250 mW

D: 1 W

NB603: An einem Vorwiderstand fällt bei einem Strom von 20 mA eine Spannung von 3,2 V ab. Wieviel Leistung wird an diesem in Wärme umgesetzt?

A: 6,25 mW

B: 0,16 mW

C: 20 mW

D: 64,0 mW

NB606: Ein gleichspannungsbetriebenes Leuchtmittel ist mit der Angabe 12 V / 48 W bedruckt. Bei einer 12 V-Versorgung beträgt die Stromentnahme ...

A: 4 A.

B: 750 mA.

C: 250 mA.

D: 36 A.

NB604: Ein Mobil-Transceiver (Sendeempfänger) wird aus dem Bordnetz eines Kraftfahrzeuges mit 12 V Nennspannung betrieben und hat bei Sendebetrieb eine Leistungsaufnahme von 100 W. Wie groß ist dann die Stromaufnahme?

A: 8,33 A

B: 1200 A

C: 16,6 A

D: 0,12 A

NB605: Ein Leuchtmittel hat einen Nennwert von 12 V und 3 W. Wie viel Strom fließt beim Anschluss an 12 V?

A: 2,5 A

B: 4 A

C: 250 mA

D: 400 mA

Schaltzeichen und Bauelemente

  • Drei weitere grundlegende Bauteile
  • Funktionsweise ist Stoff für Klasse E und A
  • Für die Prüfung: Schaltzeichen erkennen

Kondensator

  • Speichert eine kleine Menge Energie
  • Besteht oft aus zwei parallelen Platten
NC201: Welches Bauteil wird durch das Schaltzeichen symbolisiert?

A: Transistor

B: Spule

C: Batterie

D: Kondensator

Spule

  • Speichert auch eine kleine Menge Energie
  • Funktioniert technisch aber komplett anders als der Kondensator
  • Besteht in den einfachen Fällen aus einem aufgewickelten Draht
NC301: Welches Bauteil wird durch das Schaltzeichen symbolisiert?

A: Batterie

B: Diode

C: Kondensator

D: Spule

Transistor

  • Elektrischer Schalter
  • Oder Verstärker, je nach Beschaltung
  • Hat drei Anschlüsse
NC501: Welches Bauteil wird durch das Schaltzeichen symbolisiert?

A: Spule

B: Transistor

C: Kondensator

D: Diode

Fragen?


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