Elektrotechnik€¦ · Elektrotechnik Grundwissen Aufträge Lernfelder 1 – 4 5. Auflage Bestellnummer 221567 Diesem Buch wurden die bei Manuskriptabschluss vorliegenden neuesten

Heinrich Hübscher, Dieter Jagla, Jürgen Klaue, Stephan Sausel, Mike Thielert

ElektrotechnikGrundwissen AufträgeLernfelder 1 – 4

5. Auflage

Bestellnummer 221567

Diesem Buch wurden die bei Manuskriptabschluss vorliegenden neuesten Ausgaben der DIN-Normen, VDI-Richtlinien und sonstigen Bestimmungen zu Grunde gelegt. Verbindlich sind jedoch nur die neuesten Ausgaben der DIN-Normen und VDI-Richtlinien und sonstigen Bestimmungen selbst. Die DIN-Normen wurden wiedergegeben mit Erlaubnis des DIN Deutsches Institut für Normung e.V. Maßgebend für das Anwenden der Norm ist deren Fassung mit dem neuesten Ausgabedatum, die bei der Beuth Verlag GmbH, Burggrafenstraße 6, 10787 Berlin, erhältlich ist.

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ISBN 978-3-14-221567-9

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3

1 Elektrotechnische Systeme analysieren 1 Elektrotechnische Systeme analysieren

1.1.8 Zusammenhang zwischen Spannung und Stromstärke

1 Widerstand und Toleranz . . . . . . . . . . . . 182 Kennlinienschar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 Veränderung der Stromstärke . . . . . . . . 18

1.1.9 Zusammenhang zwischen Widerstand und Stromstärke

1 Widerstandsänderung im Stromkreis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 Kennlinienuntersuchung . . . . . . . . . . . . . 203 Elektronische Schaltung . . . . . . . . . . . . . 204 Schaltung mit Widerstand . . . . . . . . . . . 205 Verstellbarer Widerstand . . . . . . . . . . . . 206 Berechnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Kennlinienbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

1.1.10 Elektrische Leistung

1 Leistung von Anzeigelampen . . . . . . . . 212 Leistung im Gleichstromkreis . . . . . . . . 213 Leistungsmessung im Drehstromnetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 Leistungsschild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 Leistungsabhängigkeit . . . . . . . . . . . . . . 216 Leistung im Wechselstromkreis . . . . . . . 21

1.1.11 Elektrische Energie und Arbeit

1 Kostenanteile für elektrische Energie . . . 222 Energiekosten für ein Heizgerät . . . . . . . 223 Kraftwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 Energiesparen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 Energiebedarf pro Tag . . . . . . . . . . . . 226 Wirkungsgrad bei der Energieumwandlung . . . . . . . . . . . . . . . 227 Lötkolben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 Kostenvergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 23

9 Sicherheitsbeleuchtung . . . . . . . . . . . . 2310 Elektromotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

1.2.1 Elektrische Wärmequelle

1 Stromstärke und elektrische Arbeit . . 232 Zählerstand und Leistung . . . . . . . . . 233 Leistung und Widerstand . . . . . . . . . 234 Elektrische Leistung bei Spannungsabsenkung . . . . . . . . . . . 235 Widerstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 Leistungs- und Arbeitsmessung . . . . 247 Messen elektrischer Arbeit . . . . . . . . . . 248 Aufgezeichnete Leistung . . . . . . . . . . . 249 Spannung und Spannungs- änderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2410 Stromstärke und Widerstand . . . . . . . . . 2411 Widerstand im Netzteil . . . . . . . . . . . . . . 2412 Messwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2413 Kennlinie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

1.1.8 Zusammenhang zwischen Spannung und Stromstärke

4 Widerstandskennlinien . . . . . . . . . . . . . . 185 Kennlinie ohne „Nullpunkt“ . . . . . . . . . . . 186 Widerstand metallener Leiter . . . . . . . . . 197 Spannungsberechnungen . . . . . . . . . . . . . 198 Widerstandsberechnungen . . . . . . . . . . 199 Stromstärkeberechnungen . . . . . . . . . . . 1910 Farbcode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1911 Toleranzen . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 1912 Messreihe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1913 Veränderung der Stromstärke . . . . . . . . 1914 Widerstandsveränderung . . . . . . . . . . . . 1915 Unvollständiges Diagramm . . . . . . . . . . 19

1.1.1 Systemanalyse

1 Solaranlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 Solaranlage und öffentliches Energienetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

1.1.3 Elektrische Spannung

1 Spannungsbereiche . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 AC/DC: Was ist der Unterschied? . . . . . 114 Galvanis Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Spannungsmessung mit dem Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Summenspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 Effektivwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 Mischspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Drehzahlmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1210 Vorsätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1211 Addition von Spannungen . . . . . . . . . . . . . 1212 Liniendiagramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1213 Oszillogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.1.4 Elektrischer Strom

1 Stromstärke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 Kundenberatung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Ladevorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 Wirkungen der elektrischen Stromstärke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Messschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

1.1.5 Messen von Spannung und Stromstärke

1 Messgeräteuntersuchung . . . . . . . . . 142 Anzeige bei einem Spannungsmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Technische Unterlagen eines Messgerätes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Rechtecksignale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 Messung mit Zweikanal-Oszilloskop . . 14

1.1.6 Anzeige bei Messgeräten

1 Digital Multimeter . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 Analoge Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Digitale Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

1.1.7 Elektrischer Widerstand

1 Widerstandsbegriff . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 Isolationswiderstand . . . . . . . . . . . . . . . 163 Übergangswiderstand . . . . . . . . . . . . . . . 164 Widerstandsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 IEC-Reihe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 Farbcode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 Farbringfolge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 E12 Reihe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 Werte von Widerständen . . . . . . . . . . . . 1610 Wertkennzeichnung durch Buchstaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1711 Widerstand und Leitwert . . . . . . . . . . . . 1712 Symbole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1713 Farbcode mit 6 Ringen . . . . . . . . . . . . . . 1714 Supraleitfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1715 Widerstand und Temperatur . . . . . . . . . . 17

1.1.2 Elektrische Größen des Solarmoduls

1 Symbole zur Kennzeichnung elektrischer Geräte . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Kennlinien eines Solarmoduls . . . . . . . . 103 Energiebilanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Kenngrößen, Herstellerunterlage . . . . . . 10

1.2.3 Parallelschaltung von Widerständen

1 Merksätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 Herdplatte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 Schaltungsveränderung . . . . . . . . . . . . 254 Messgerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 Temperatursensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Zu- und Abschalten von Geräten . . . . . 257 Absicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 Adressvergleicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 Einzelwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2610 Farbcode und Toleranz . . . . . . . . . . . . . . 26

4

1 Elektrotechnische Systeme analysieren 1 Elektrotechnische Systeme analysieren

1.3.2 Elektrochemische Spannungsquellen

1 Betriebsdauer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 Spannungsverlauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343 Aufladezeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 Energie . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 345 Aufladevorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 Kapazität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 Bemessungskapazität . . . . . . . . . . . . . . . 34

1.4.1 Netzteilauswahl

1 Einbauhinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362 Störungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 Parallelschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 Absicherung der Sekundärseite . . . . . . . 365 Reihenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366 Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

1 Aufbau und Schaltzeichen . . . . . . . . . . . 372 Transformator einer Wechselspannungsanlage . . . . . . . . . . . . 373 Übungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374 Transformator mit Wirkungsgrad . . . . . . 375 Spartransformator . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 Trenntransformatoren . . . . . . . . . . . . . . . 377 Bildzeichen für Kleintransformatoren . . . 378 Was sind Wirbelströme? . . . . . . . . . . . . . 37

1.4.3.1 Transformator

1.4.3.2 Gleichrichtung

1 Betriebsverhalten von Halbleiterdioden . 382 Trennung von Schaltsignalen . . . . . . . . . 383 Unbekannte Schaltung . . . . . . . . . . . . . . . 384 Strom-Spannungs-Kennlinie . . . . . . . . . . 385 Umschaltung mit einer zweiadrigen Leitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386 Steuerung von Schaltsignalen . . . . . . . . . 38

1.4.3.3 Gleichrichterschaltungen

1 Schaltungsergänzung . . . . . . . . . . . . . . . . 392 Akkumulatorladegerät . . . . . . . . . . . . . . . 393 Zweipuls-Mittelpunktschaltung . . . . . . . . 394 Arithmetische Mittelwerte . . . . . . . . . . . . 395 Schalten von Signalen . . . . . . . . . . . . . . . . 39

1.4.3.4 Kondensatoren

1 Kapazitätssonde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402 Elektrolytkondensator . . . . . . . . . . . . . . . 403 Entstörfilter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404 Energieversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405 Kondensator mit Entladewiderstand . . . 406 MP- und MKV-Kondensatoren . . . . . . . . 407 Ladekondensator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

1.4.4 Längsgeregelte Netzteile

1 Festspannungsregler . . . . . . . . . . . . . . . . 412 Spannungseinstellung . . . .. . . . . . . . . . . 413 16 Bit Mikrocontroller . . . . . . . . . . . . . . . . 414 Spannungsstabilisierung . . . . . . . . . . . . . 415 Kompaktnetzteil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416 Vergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427 Schaltzustände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428 Transistor als Verstärker . . . . . . . . . . . . . . 429 Eingangswiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . 4210 Ausgangswiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . 42

1.3.3 Schaltungen mit Spannungsquellen

1 Notstromanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 Übungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 Belastete Reihenschaltung . . . . . . . . . . . 354 Elektroantrieb für ein Fahrzeug . . . . . . . . 355 Schutzdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 Energieversorgung eines Wohnmobils . . 35

1.2.4 Reihenschaltung von Widerständen

1 Merksätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 Veränderung in der Reihenschaltung . . . 273 Fehler auf der Platine . . . . . . . . . . . . . . . . 274 Vorwiderstand für eine LED . . . . . . . . . . 275 Reihenschlussmotor . . ... . . . . . . . . . . . . 276 Anzugsverzögerung . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 Stufig einstellbarer Widerstand . . . . . . . 288 Parallele Widerstandskennlinien . . . . . . 289 Widerstände mit Toleranzen . . . . . . . . . . 2810 Operationsverstärker . . . . .. . . . . . . . . . . 2811 Temperaturabhängiger Widerstand . . . . 28

1.2.5 Gruppenschaltungen von Widerständen

1 Pegel-Tester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 R-2R-Netzwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 Spannungsteiler am Transistor . . . . . . . . 294 Spannungsmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 Umschaltbare Widerstände . . . . . . . . . . . 296 Spannungsteilerschaltung . . . . . . . . . . . . 307 Einstellbarer Widerstand . . . . . . . . . . . . . 308 Satelliten-Empfang . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 Gleichstrom-Nebenschlussmotor . . . . . . 3010 LWL-Sender mit Mikrofon-Vorstufe . . . . 30

1.2.6.1 Messschaltungen

1 Spannungs- und Stromfehler- schaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 Widerstand eines Relais . . . . . . . . . . . . . 313 Eingangswiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

1.2.6.2 Brückenschaltungen

1 Erdschluss bei TK-Leitung . . . . . . . . . . . 312 Berührung zwischen den Adern einer Leitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 Brückenschaltung mit Temperatursensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

1.2.6.3 Vorwiderstand, Spannungsteiler

1 Glühlampen zur Anzeige . . . . . . . . . . . . . . 322 Unbelasteter Spannungsteiler . . . . . . . . 323 Belasteter Spannungsteiler . . . . . . . . . . . 324 Temperaturabhängiger Widerstand . . . . 325 Eingangswiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . 326 Schaltungen mit Glühlampen zur Anzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

1.3.1 Belastete Spannungsquelle

1 Elektrische Größen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 Kennlinie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 Stabilisierte Spannungsquelle . . . . . . . . 334 Energieversorgung im Haus . . . . . . . . . . . 335 Mikrofone als Spannungsquellen . . . . . . 336 Anpassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 Lautsprecheranpassung . . . . . . . . . . . . . 34


11 Raumbeleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2612 Einstellwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2613 Fehlende Werte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2614 Unbekannter Widerstand . . . . . . . . . . . . . 2615 Fernbedienung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2616 IEC-Reihe E12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

1.4.5 Primär getaktetes Schaltnetzteil

1 Belastungskennlinie . . . . . . . . . . . . . . . . . 432 Ausgangsspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433 Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434 Schaltnetzteil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Projektorientierte Aufträge

1 Widerstandsüberprüfung . . . . . . . . . . . . 442 PC-Netzteil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 Weiße Leuchtdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

5

12 Elektrische Installationen planen

2.1.1 Lastenheft

1 Neuinstallation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472 Hobbyraum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

2.3.3 Leiterzahl und Leitungslänge

1 Zimmer-Installation . . . . . . . . . . . . . . . . 542 Flur-Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

2.2.3 Verteilung

1 Wohnungsverteilung . . . . . . . . . . . . . . . 502 Stromkreisverteiler . . . . . . . . . . . . . . . . 503 Büroetage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514 Hauptleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515 Energieversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . 516 Wohnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517 Wohnhaus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

2.2.1 Hausanschlusskasten

1 VNB-/Hausnetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492 Spannung im HAK . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493 NH-Sicherungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2.1.2 Installationsarten

1 Verlegung unter Putz . . . . . . . . . . . . . . . 472 Befestigungen auf Putz . . . . . . . . . . . . . 473 Kabel einziehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474 Setzen von Steckdosen . . . . . . . . . . . . . 485 Hohlwanddose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486 Erdkabelverlegung . . . . . . . . . . . . . . . . . 487 Stegleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488 Installationszonen . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

2.2.2 Zähler

1 Schaltungsnummer . . . . . . . . . . . . . . . . 492 Arbeitsweise von Zählern . . . . . . . . . . . 493 Zweitarifzähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2.3.2 Installations-Schaltungen

1 Aufputz-Installation . . . . . . . . . . . . . . . . 522 Serienschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523 Wohnzimmer-Installation . . . . . . . . . . . 524 Schaltungsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . 525 Notbeleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536 Treppenhausschaltung . . . . . . . . . . . . . 537 Abzweigdose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538 Wohn-Ess-Zimmer . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

2.3.4 Leitungsarten

1 Verwendungszecke . . . . . . . . . . . . . . . . . 552 Feste Verlegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553 Neue Aderkennzeichnung . . . . . . . . . . . 554 Leitungsaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

2.3.5 Leiterquerschnitt

1 Gleichspannungsverteilung . . . . . . . . . 562 Operationsleuchte . . . . . . . . . . . . . . . . . 563 Gleichstrommotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564 Baustelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565 Campingplatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566 Leistungsverlust . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567 Tabelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 568 Küchen-Installation . . . . . . . . . . . . . . . . 579 Berechnungen von Leiter- querschnitten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5710 Leitungshäufung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5711 Abhängigkeiten für Leiterquerschnitt . . 57

2.3.6 Leitungsschutz

1 Selektivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582 Überprüfung der Schutzeinrichtungen . 583 Auslösekennlinien . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

2 E lektrische Installationen planen

2.3.7.2 Fehlerschutz

1 Schutz gegen direktes Berühren . . . . . 612 Schutz bei indirektem Berühren . . . . . . 613 Zeit-Strom-Diagramm . . . . . . . . . . . . . . 614 Basisschutz und Fehlerschutz . . . . . . . 61

2.3.7.3 Fehlerstrom-Schutzeinrichtung RCD

1 Wirkprinzip einer RCD . . . . . . . . . . . . . . 622 RCD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623 Baustromverteiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624 Aderbruch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625 Möglicher Fehlerstrom . . . . . . . . . . . . . 626 Datenblatt zu RCDs . . . . . . . . . . . . . . . . 62


1 Kücheninstallation . . . . . . . . . . . . . . . . . 722 Schutz von Leitungen und Personen . . 743 Büroflur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

2.5.3.12.5.3.2 Besichtigen, Erproben und Messen

1 Übersichtsschaltplan . . . . . . . . . . . . . . . 662 Prüfungsschritte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663 Sichtkontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 664 Erproben und Messen . . . . . . . . . . . . . . 665 Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666 Sichtprüfung 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677 Sichtprüfung 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

2.3.7.1 Gefahren des elektrischen Stromes

1 Brandgefahr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592 Kabelbrand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593 Stromschlag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 594 Herzströme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595 Elektrounfall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596 Gefährlicher Stromkreis . . . . . . . . . . . . 597 Elektrischer Schlag . . . . . . . . . . . . . . . . 608 Fehlerstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609 Körperwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . 6010 Fehlerarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6011 Fehlerstromkreis . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6012 Berührungsspannungen . . . . . . . . . . . . 60

2.5.2 Arbeitsschutz

1 Schilder in elektrischen Anlagen . . . . . 632 Regeln für die Sicherheit . . . . . . . . . . . . 633 Spannungsfreiheit feststellen . . . . . . . . 634 Erst-Maßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 635 Sicherheit bei der Arbeit . . . . . . . . . . . . 646 Arbeitsschuhe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657 Spannungsprüfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658 Leuchtenaustausch . . . . . . . . . . . . . . . . 659 Schutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6510 Sicherheitsregeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6511 Prüfungsvorbereitung . . . . . . . . . . . . . . 65

2.5.3.3 –2.5.3.7. Messungen in elektrischen Anlagen

1 Durchgängigkeitsmessung . . . . . . . . . . 692 Bewertung einer Durchgängigkeits- messung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693 Isolationsfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694 Überprüfung des Isolationswiderstandes. 695 Isolationsmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . 696 Schleifenimpedanz . . . . . . . . . . . . . . . . . 707 Einsatz von Schmelzsicherungen . . . . . 708 Messung der Schleifenimpedanz . . . . . 709 Schleifenimpedanz und Abschaltstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7010 Zulässige Schleifenimpedanzen . . . . . 7011 RCD-Prüftaste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7112 RCD testen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7113 Betriebssicherheit – RCD . . . . . . . . . . . 7114 LS-Schalter als Personenschutz . . . . . 7115 Prüfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7116 Prüffristen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7117 Richtwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

6

23 Steuerungen analysieren 3 Steuerungen analysieren

3.2.1 Signale

1 Einheitssignale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792 Analoges Ausgangssignal 0 bis 10 V. . . 793 Analoges Ausgangssignal 0 bis 20 mA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 794 Signalarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

3.2.2 Bedienelemente

1 Arten der Betätigung . . . . . . . . . . . . . . . . . 802 Not-Aus-Einrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . 803 Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 804 Sensortaster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 805 Farbkennzeichnung von Leucht- meldern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

3.2.3 Sensoren der Windenergieanlage

1 Sensorbegriff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812 Wandler-Symbole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 813 Windsensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814 Grenztaster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

3.2.4 Näherungssensoren

1 Merkmale . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812 Materialerkennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 813 Drehzahlmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814 Füllstandsmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . 815 Schaltabstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 826 Reduktionsfaktor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827 Zylinderschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 828 Sensorinstallation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 829 Datenblatt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

3.3.1 Schützschaltungen

1 Kennzeichnung eines Schützes . . . . . . . 832 Kennzeichnung von Hilfsschützen . . . . 833 Kenngrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834 Schaltfolgediagramm . . . . . . . . . . . . . . . . 835 Teile eines Relais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 836 Relaisbeschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . 837 Schützbezeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . 848 Schützkennzeichnung . . . . . . . . . . . . . . . 849 Kennzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8410 Kurzreferat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8411 Zeitrelaiseinstellungen . . . . . . . . . . . . . . 8412 Verzögerungsrelais . . . . . . . . . . . . . . . . . 8413 Schaltungsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8414 Fotolabor 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8515 Förderband . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8516 Metallerkennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8517 Höhenkontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8518 Motorüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . . 8519 Meldeschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8620 Blinkrelais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8621 Heizungsanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8622 Förderanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8623 Förderbänder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8724 Kompressoranlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8725 Hoftor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8726 Läufer-Anlasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8827 Motorschutzrelais . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8828 Thermistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

3.1.13.1.2 Systemdarstellung und Steuerungselemente

1 Prinzip einer Lichtsteuerung . . . . . . . . . . 772 Steuerung einer Fußgängerampel . . . . . 773 Raumheizungsanlage . . . . . . . . . . . . . . . 774 Englische Merksätze . . . . . . . . . . . . . . . . 775 Heizpresse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 776 Presse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787 Symbolische Darstellung . . . . . . . . . . . . . 788 Post-Sortieranlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789 Fußgängerampel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

3.3.3 Steuerrelais

1 Kundenanfrage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892 Zuordnungsliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893 Handprogrammierung . . . . . . . . . . . . . . . 894 Uhr einstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 895 Fotolabor 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 896 Palettenförderer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

3.3.4 Logische Verknüpfungen

1 Wertetabelle 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 902 Ausstiegstür . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903 Waschmaschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 904 Stellwerkssteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . 905 Kesselheizung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 906 Schaltungsentwurf (2 Eingänge) . . . . . . 907 Signal-Zeit-Verläufe bei 2 Eingängen . . . 908 Schaltungsentwurf (4 Eingänge) . . . . . . . 909 Schaltungsvergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . 9110 Temperaturüberwachung . . . . . . . . . . . . . 9111 Schaltungsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9112 Informationsweiche . . . . . . . . . . . . . . . . . 9113 Signal-Zeitverläufe unbekannter Bausteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9114 Förderbandsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . 9215 Drehmaschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9216 Spülmaschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9217 Verknüpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9218 Wertetabelle 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9219 Vereinfachung 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9220 Funktionsvergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9221 Kesselüberwachung . . . . . . . . . . . . . . . . 9322 Druckreaktor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9323 Schützschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9324 Vereinfachung 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

3.3.5 Vom Auftrag zur Steuerung

1 Testablauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 942 Geräteauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 943 Simulationsvorbereitung . . . . . . . . . . . . . 944 Außenbeleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

3.4 Folgeschaltungen

1 Stempelvorrichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . 952 Stromstoßschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . 953 Kühlmittelpumpe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 954 Alarmschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 955 Beleuchtungsanlage . . . . . . . . . . . . . . . . 956 Hallenbelüftung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 967 Meldeschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 968 Stern-Dreieck-Schützschaltung . . . . . . . 969 Förderanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9710 Transportband . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9711 Montageband . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9712 Kühlraum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9713 Anwaltskanzlei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9814 Raumbelüftung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9815 Treppenlicht deluxe . . . . . . . . . . . . . . . . . 9816 Weihnachtsbeleuchtung . . . . . . . . . . . . . 9817 Markisensteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . 9818 Bandweiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9919 Parkhauseinfahrt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9920 Türöffner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9921 Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10022 Bauschuttmühle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10023 Mischbehälter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10024 Sicherheitsschleuse . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

3.5 Temperatursensoren

1 NTC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1012 Widerstandskennlinie . . . . . . . . . . . . . . . 1013 Brückenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1014 Einschaltverzögerung . . . . . . . . . . . . . . . . 1015 Einschaltstrombegrenzung . . . . . . . . . . . 1016 Heißleiter mit Vorwiderstand . . . . . . . . . 1017 PTC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

7

3 Steuerungen analysieren

3.5 Temperatursensoren

8 Widerstands-Temperatur-Kennlinie . . 1029 Füllstandsanzeige . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10210 Überlastschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10211 Heizungsregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10212 Maschinenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10213 Temperaturwächter . . . . . . . . . . . . . . . . . 10314 Klimaanlage im Automobil . . . . . . . . . . . 10315 Kennlinienvergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . 10416 Waschmaschine/Wäschetrockner . . . . . 10417 Heizungselektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

3.6.2 Wegsensor und Materialerkennung

1 Wegsensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1052 Schwellwertschalter . . . . . . . . . . . . . . . . 1053 Materialhöhe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1054 Bohrtisch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1055 Sortieranlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1056 Endkontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1057 Umwelteinfluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1058 Werkstückabstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1059 Materialerkennung . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

3.6.3 Optische Sensoren

1 LDR-Widerstandskennlinie . . . . . . . . . . . 1062 LDR-Strom-Spannungs-Kennlinie . . . . . 1063 Tageslichtsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . 1064 LDR im Spannungsteiler . . . . . . . . . . . . . 1065 Überwachung der Beleuchtungs-

stärke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1066 Rufanlage mit Signalspeicherung . . . . . 1067 Auswahl einer Lichtschranke . . . . . . . . . 1078 Erfassungsbereich einer

Einweglichtschranke . . . . . . . . . . . . . . . . 1079 Refelexionslichttaster . . . . . . . . . . . . . . . 10710 Anwendung eines Reflexions-

lichttasters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10711 Reflexionslichttaster und

Erfassungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10712 Teilesortierung und Zählen . . . . . . . . . . 10813 Anwendung von Lichtsensoren . . . . . . . 10814 Auswahl von Lichtschranken . . . . . . . . . 10815 Glänzende Oberflächen . . . . . . . . . . . . . . 108

3.6.4 Elektropneumatische Objekte

1 Bezeichnung elektropneumatischerObjekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

2 Ventilfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1093 Pneumatik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1094 Prägemaschine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109


1 Windenergieanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . 1102 Positionierhilfe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1123 Temperaturüberwachung mit

PT 100 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1144 Wurzelwaschmaschine . . . . . . . . . . . . . . 117

4 Informationstechnische Systeme bereitstellen

4 Informationstechnische Systeme bereitstellen

4.1 Anfrage

1 Begriff „IT“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1182 Von der Kundenanfrage zum

Projektabschluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1183 Anfrage des Kunden . . . . . . . . . . . . . . . . 1184 Zustandekommen eines Vertrages . . . . 1185 Kundenanfrage über das Internet . . . . . 118

4.2 Lastenheft

1 Lastenheft erstellen . . . . . . . . . . . . . . . . 119

4.3 Planung

1 Arbeitspakete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1202 Geschichte des Projektstrukturplans . . . 1203 Projektplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

4.4 Produktauswahl

1 Vom Anforderungsprofil zu denAuswahlkriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

2 Beschaffung eines PC nachKundenanforderung . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

4.5 Software

1 Fehlermeldung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1222 Arten von Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1223 Multitalent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1224 Sicherheit des Betriebssystems . . . . . . . 1235 Programme zum Programmieren . . . . . 123

4.6.5 Hardwareschnittstellen

1 Serielle und parallele Schnittstellen . . . . 1252 Schnittstellen eines Netbook . . . . . . . . . . 1253 Hardwareansteuerung über LPT1 . . . . . 1254 Schnittstellenarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1265 Ansteuerung einer LED über LPT1 . . . . . 126

4.6.6 Grafikkarten

1 Schnittstellen für Grafikkarten . . . . . . . . 1262 Kundenberatung Grafikkarte . . . . . . . . . . 1263 HDCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1264 Eigenschaften von Grafikkarten . . . . . . . . 1265 Geschichte von Grafikkarten . . . . . . . . . . 126

4.6.7 Sound- und TV-Karten

1 Anschlüsse von Peripherie . . . . . . . . . . . . 1272 Externe Soundkarte . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

4.6.24.6.3

Funktionsprinzip eines Prozessors undHauptspeicher

1 John von Neumann . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1242 Speicherbausteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1243 Taktung und Rechnergeschwindigkeit . . 1244 Begriffe bei Prozessoren . . . . . . . . . . . . . 1245 Bits und Bytes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

4.6.1 Überblick über einen PC

1 Hardware und Software . . . . . . . . . . . . . . 1232 Hardwarekomponenten eines PC . . . . . . 123

4.6.4 Mainboard

1 Energiekosten . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1252 Kombination von Prozessor

und Mainboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

4.6.8 Permanentspeicher

1 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1272 Raid-Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1283 DVD-Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1284 Beschreibbare DVDs . . . . . . . . . . . . . . . . 1285 Vergleich von Übertragungs- u.Taktrate . . 1286 Anschluss von EIDE (ATA) Geräten . . . . 1287 Chipbasierte Speicher . . . . . . . . . . . . . . . 128

4.6.9 Gehäuse und Netzteil

1 Gehäuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1292 Schaltnetzteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1293 ATX-Netzteilstecker . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

4.6.10 Externe Peripheriegeräte

1 Peripheriegeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

8

4 Informationstechnische Systeme bereitstellen 4 Informationstechnische Systeme bereitstellen

4.6.10.1 Eingabegeräte

1 Tastaturstandard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1302 Unterscheidung der Tasten . . . . . . . . . . . 1303 ASCII und Scancode . . . . . . . . . . . . . . . . 1304 Computer Keyboard . . . . . . . . . . . . . . . . 1305 Zeigegeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1316 Sehnenscheidenentzündung . . . . . . . . . 1317 Flachbettscanner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1318 Speicherplatzbedarf . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

4.6.10.2 Ausgabegeräte

1 Funktionsprinzip des LCD-Monitors . . . 1312 Begriffe bei Monitoren . . . . . . . . . . . . . . . . 1323 Geschichte der Kathodenstrahlröhre . . . 1324 Gehäusefarben von Monitoren . . . . . . . 1325 Kauf eines TFT-Monitors . . . . . . . . . . . . . 1326 Projektionstechnologien . . . . . . . . . . . . . 1337 Druckerberatung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1338 Farbmodelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1339 Tintenstrahldrucker . . . . . . . . . . . . . . . . . 13310 Funktionsprinzip des Laserdruckers . . . 133

4.7.1 Übertragungsmedien

1 Kenngrößen von Übertragungsmedien . 1332 Bezeichnung von TP-Kabeln . . . . . . . . . . 1343 Klassifizierung von TP-Kabeln . . . . . . . . 1344 Bandbreiten-Längen-Produkt . . . . . . . . 1345 Frequenz und Wellenlänge . . . . . . . . . . . 1346 LWL-Steckverbinder . . . . . . . . . . . . . . . . . 1347 Steckverbinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1348 Gründe für Funknetze . . . . . . . . . . . . . . . 1349 Signale in leitungsungebundenen Medien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

4.7.2 Netzwerkschnittstellen

1 Analoge und digitale Signale . . . . . . . . . . 1352 Aufgabe und Funktion von Netzwerkkarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1353 MAC-Adressen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1354 Begriff Modem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1355 DSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1356 Zugriffsverfahren CSMA/CD . . . . . . . . . . 1367 Zugriffsverfahren CSMA/CA . . . . . . . . . . 136

4.7.3 Kopplungselemente

1 Topologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1362 Kopplung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1373 Bridge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1374 Routing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

4.7 Netzwerk-Hardware

1 ISDN-TK-Anlage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

4.7.4 Verkabelung

1 Strukturierte Verkabelung oder Collapsed Backbone . . . . . . . . . . . . . . . . 1372 Gegenüberstellung von Netzkonzepten . 1373 Planung und Installation einer TP-Verkabelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1384 Netzwerkdosen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1385 LSA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1386 Cable Sharing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1387 Leitungsprüfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1388 Crimpwerkzeug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1389 Cat 5E/Cat 6 Patch Kabel . . . . . . . . . . . . 13910 Patchkabel für RJ45 . . . . . . . . . . . . . . . . . 13911 Cat 7 und RJ45 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

4.84.9

Pflichtenheft und AngebotAuftrag

1 Pflichtenheft erstellen . . . . . . . . . . . . . . . 1402 Auftragsabwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1403 Schriftliches Angebot . . . . . . . . . . . . . . . 140

4.10 Hardwareinstallation Einzelplatz-PC

1 Chronologie der Installation . . . . . . . . . . 1402 Sicherheitshinweise . . . . . . . . . . . . . . . . . 1413 Vorbereitung eines Installation- handbuchs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1414 Temperatur einer ungekühlten CPU . . . 1415 Einbau der Speicherbausteine . . . . . . . . 1426 Arbeitsspeicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1427 Systemanschlüsse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1428 Mainboard Jumper . . . . . . . . . . . . . . . . . 1429 Installation von Laufwerken . . . . . . . . . 142

4.11 Softwareinstallation Einzelplatz-PC

1 Prozess der Betriebssystem- installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1442 Dateisysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1443 Gerätetreiber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1444 Beschaffung von Gerätetreibern . . . . . . 1445 Auswahl von Betriebssystemen . . . . . . . 1446 Eingebundene Geräte . . . . . . . . . . . . . . . . 1447 Zugriffsrechte . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 144

4.12 Konfiguration Netzwerkkomponenten

1 IP-Adresskonzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1452 Öffentliche und private Adressen . . . . . . 1453 DHCP-Konfiguration . . . . . . . . . . . . . . . . . 1454 WLAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

4.13 Auftragsabschluss

1 Phasen des Auftragsabschlusses . . . . . 1462 Funktionstest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1463 Fehlerdiagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1464 Fehlersuchstrategie . . . . . . . . . . . . . . . . . 1465 Dokumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1466 Auftragsauswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . 146

4.10.94.10.10

AbschlussprüfungKonfiguration des BIOS

1 Abschlussprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1432 Erster Rechnerstart . . . . . . . . . . . . . . . . . 1433 Start von CD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1434 Fehlermeldung beim Rechnerstart 1 . . . 1435 Fehlermeldung beim Rechnerstart 2 . . . 1436 Start des BIOS-Setup . . . . . . . . . . . . . . . 1437 BIOS-Menü . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1438 Akustische Fehlersignale . . . . . . . . . . . . . 1439 Fehlersignal beim Starten eines Rechners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

4.14 Datenschutz und Datensicherheit

1 Zweck des Datenschutzgesetzes . . . . . 1472 Datensicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1473 Trojaner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1474 Viruswarnung per Mail . . . . . . . . . . . . . . . 1475 Schadsoftware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1476 Dateianhänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147


1 Schritte der Projektplanung . . . . . . . . . . 1482 Produktauswahl Laptop . . . . . . . . . . . . . 1493 Festplattentausch . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

Anhang

Zehnerpotenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151Brüche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152Gleichungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153Formeln umstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154Zuordnung und Dreisatz . . . . . . . . . . . . . . . . 155Prozent- und Zinsrechnung . . . . . . . . . . . . . . 156Physikalische Größen und Einheiten . . . . . . 157Diagramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158Achseneinteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

25

1 Elektrotechnische Systeme analysieren

Merksätze1


Messgerät4

Übersetzen Sie die folgenden Merksätze zur Parallelschaltung:– If resistors are connected in parallel across the same voltage source, the voltage across each of them will be the same.– The total current is equal to the sum of component currents.– The largest current flows through the smallest resistor.– In a parallel connection, currents bear the inverse proportion to each other as the respective resistors through which they flow.– The equivalent resistor of a parallel connection is smaller than the smallest component resistor.– In a parallel connection, the total conductance is equal to the sum of partial conductances.

Der Stromlaufplan zeigt einen Ausschnitt aus der Schaltungeines Vielfachmessgerätes mit einem Drehspulinstrument.a) Beschreiben Sie die Arbeitsweise.b) Berechnen Sie die drei zuschaltbaren Widerstände.

Herdplatte2

Der Stromlaufplan zeigt einen Auszug aus einer Herdplatten-schaltung. In der gezeichneten Schalterstellung wird eine Gesamtleistung von 1500 W umgesetzt. Die Leistung von R2konnte mit 500 W (230 V) mit Hilfe der Serviceunterlagen er-mittelt werden. Berechnen Sie diea) Leistung von R1,b) Widerstände R1 und R2 undc) Stromstärken durch die beiden Widerstände.

Schaltungsveränderung3

Die abgebildete Schaltung soll hinsichtlich ihrer elektrischenGrößen untersucht werden.a) Um wie viel Prozent ändert sich die Gesamtstromstärke in der Schaltung, wenn der Schalter S1 geöffnet wird?b) Berechnen Sie die Gesamtstromstärke bei geschlossenem Schalter.c) Wie groß ist die Leistung der gesamten Schaltung vor und nach dem Öffnen des Schalters?d) Durch welche zusätzliche Schaltungsmaßnahme kann die Gesamtleistung auf 0,257 W verringert werden?

Temperatursensor5

In einem Temperatursensor sind ein temperaturabhängigerund ein nicht temperaturabhängiger Widerstand parallel ge-schaltet.a) Um welchen temperaturabhängigen Widerstand handelt es sich und wie ist sein Temperaturverhalten?b) Zeichnen Sie die sich ergebende Gesamtkennlinie der Schaltung mit Hilfe der abgebildeten Kennlinie.c) Welchen Vorteil hat diese Parallelschaltung gegenüber dem Verhalten des einzelnen temperaturabhängigen Wider- standes?

Zu- und Abschalten von Geräten6

Die über Steckdosen angeschlossenen Geräte der Hausinstal-lation liegen parallel. Durch Zu- und Abschalten ändern sich bestimmte Größen. Im abgebildeten Stromlaufplan wird bei-spielsweise ein Gerät (Widerstand R3) zu- bzw. abgeschaltet.Welche Folgen hat dieses auf I1, I2, I3, Ig, Rg, P1, P2, P3 undPg, wenn dera) Schalter geöffnet undb) danach wieder geschlossen wird?Erstellen Sie für die Aussagen eine Tabelle und verwendenSie folgende Symbole:größer ≙ ↑; kleiner ≙ ↓; gleich ≙ =

N

R1

11

22

L1S1

R2R3

U =12V

R3 =470 Ω

P2 =1,2 W

R4 =560 Ω

R1 =560 Ω

Ig S1

(1): I =(2): I =(3): I =

50 mA150 mA600 mA

RiIM

= 1,2 Ω= 10 mAA

12

3

(2)(3)

(1)

+ –

Rpar 1

Rpar 2

Rpar 3

I

S1

R in kΩ

5

4

3

2

1

0–20 0 20 40 60 80 100 120

in°C

RP = 3 kΩ

U =konstant

Ig

I3

R1 R2R3

SI2I1

49


Arbeitsweise von Zählern

Schaltungsnummer1VNB-/Hausnetz1

2.2.1 Hausanschlusskasten

a) Benennen Sie die Be- standteile des abgebildeten Hausanschluss- kastens.

b) Geben Sie die Grenz- stelle zwischen VNB- Netz und Verbraucher- netz an.

c) Es sollen Arbeiten an der Hauptleitung durch- geführt werden. Sie muss deshalb abge- trennt werden. Was ist dabei zu beachten?

2

2.2.2 Zähler

Spannungen im HAK2

Bei einer Messung in einem Hausanschlusskasten werdendie dargestellten Spannungen angezeigt:

a) Zwischen welchen Leitern sind die Messungen vorgenom- men worden?b) Erklären Sie mit Hilfe eines Zeigerdiagramms den Zusam- menhang zwischen beiden Spannungen.

NH-Sicherungen3

Beschreiben Sie das Entfernen der NH-Sicherung mit Hilfe des abgebildeten Werkzeuges.

fuse under partplug connector

fuse handle

NH-fuse link

a) Welche Schaltungsnummer hat ein Wechselstromzähler mit Zweitarif-Umschalter mit innerem Anschluss?b) Nennen Sie die Merkmale eines Zählers mit der Schaltungs- nummer 7020. In welcher Anlage werden solche Zähler eingesetzt?

In einem englischen Fachbuch finden Sie folgenden Text.Beschreiben Sie die Arbeitsweise eines Zählers auf der Grund-lage dieses Textes.The rotor disc is spinning by a force, which is excited by themagnetic field of two coils. These are the voltage-coil (load-voltage) and the current-coil (load-current). For information ofthe disc-spinning, a phase shift of 90° between both magneticfields is necessary. It’s created by many turns of the voltage-coil and a additional coil at the current-coil-core. The eddycurrent at the rotor disc is alternating by the two coils.

L1N

power system load1 2 3 4 6

I1I2 ~ U

braking magnet

voltage coil

rotor disc

current coil

The breaking magnet (permanent magnet) is working as aeddy-current brake. So the disc stops immediately after swit-ching of the load and makes sure that the rotation speed isconstant.

Zweitarifzähler3

In einem älteren Wohnhaus soll der Wechselstromzähler gegeneinen Wechselstrom-Zweitarifzähler mit Zeitschaltuhr ausge-wechselt werden. In einem Tabellenbuch finden Sie dazu fol-gende Schaltungen.

M

01

P2 d

21 3 4

1101

P1

1 2 3 4 5 6 13

L1N

Z

Tarifschaltuhr mit Tagesschaltera) Stellen Sie anhand der Schaltungsnummer fest, ob es sich um die richtige Schaltung des neuen Zählers handelt.b) Geben Sie die notwendigen Verbindungen des Zählers mit der Tarifschaltuhr und den Verbrauchern in einer Tabelle an.c) Beschreiben Sie die Arbeitsweise von Zählern mit Tarif- schaltuhr.


58

Auslösekennlinien3

2.3.6 Leitungsschutz

Selektivität1

Ein Kunde schildert Ihnen, dass die Sicherung F0.7 manchmalauslöst, wenn der LS-Schalter F1.1 abschaltet. Sie wissen,dass dies nicht sein dürfte. Sie suchen die Ursache deshalbmit Hilfe folgender Überlegungen:a) Bei welcher Stromstärke sollen die Sicherungen F0.7 (sichert L1 ab) und F1.1 (Hobbyraum ist an L1 angeschlossen) aus- lösen?b) Informieren Sie sich über den Begriff Selektivität und notie- ren Sie wesentliche Merkmale.c) Herrscht zwischen den Überstrom-Schutzorganen F0.7 und F1.1 Selektivität? Begründen Sie Ihre Antwort unter Umständen mit Hilfe des Internets.

Ein Hersteller von Verteilungssystemen hat für einen bestimm-ten LS-Schalter folgende Kennlinien in seinem Katalog abge-bildet.a) Vergleichen Sie die Merkmale des LS-Schalters mit der Charakteristik C mit denen der Charakteristiken K und Z. Stellen Sie Ihre Antwort tabellarisch dar.b) Geben Sie an, für welche Objekte LS-Schalter mit K- und Z-Charakteristik geeignet sind.c) Ermitteln Sie die Werte der Antworten nach a) für einen LS-Schalter mit In = 25 A.

Überprüfung der Schutzeinrichtungen2

Die folgenden Aufträge stammen aus einem englischen Fach-buch. Lösen Sie die Aufgaben.a) For the different circuits (job 1) take the maximum values of power.b) Calculate the current by using the maximum power values.c) Check the rated currents of the circuit breaker.d) Are the circuit breaker characteristics correct? Explain your answer.e) Assess the value of IΔN = 30 mA regarding to possible leakage currents, the connected objects and safety aspects.

35 A

F1.6B16A

Wäsche-trockner

F1.5B16A

Wasch-maschine

HeizungF1.4B16A

F1.3B16A

Keller-räume

F1.2B16A

Hobby-raum

F1.1C16A

In =IΔN =

25 A30 mA

kWh

4

Hobby-raum

HAK

A1

*

F1.0

F0.7

F0.9

P1

F0.4

F0.6

3

3

3

S

120I1

I1 = 1,13 x InI2 = 1,45 x In

I1 = 1,05 x InI2 = 1,2 x In

I1 = 1,05 x InI2 = 1,2 x In

Auslösecharakteristik: K

Vielfaches derBemessungs-stromstärke

1

Ausl

ösez

eit

Seku

nden

Min

uten

12060402010

6421

402010

6421

0,60,40,20,1

0,060,040,020,01

1,5 2 3 4 5 6 8 10 15 20 30

1 = Grenzkennlinieaus dem kaltenZustand

K

11

Auslösecharakteristik: C


1

Ausl

ösez

eit

Seku

nden

Min

uten

60402010

6421

402010

6421

0,60,40,20,1

0,060,040,020,01

1,5 2 3 4 5 6 8 10 15 20 30


11

C

Auslösecharakteristik: Z


1

Ausl

ösez

eit

Seku

nden

Min

uten

12060402010

6421

402010

6421

0,60,40,20,1

0,060,040,020,01

1,5 2 3 4 5 6 8 10 15 20 30


Z

11

I2

I1 I2

I1 I2

61


Ein Mitschüler bittet Sie, ihm folgende Darstellung zu den Auswirkungen des elektrischen Stromes auf den menschli-chen Körper zu erklären:

Bei Instandsetzungsarbeiten sehen Sie in der Verteilung einer elektrischen Anlage die dargestellte Installation.

1 Schutz gegen direktes Berühren

2.3.7.2 Fehlerschutz

3 Zeit-Strom-Diagramm

a) Beschreiben Sie kurz den dargestellten Teil der Anlage.b) Wie heißt hier der Schutz gegen direktes Berühren? Verwenden Sie den Begriff laut DIN VDE 0100-410.c) Durch welche zwei anderen technischen Maßnahmen lässt sich grundsätzlich der gleiche Schutz erreichen? Informieren Sie sich dazu z.B. anhand des Tabellenbuches.

Ein Kunde meldet sich telefonisch bei Ihrem Chef und be-richtet, dass sich eine Standbohrmaschine nicht einschalten lässt. Sie erhalten den Auftrag, den Fehler in der Anlage des Kunden zu finden und zu beheben.

a) Welche Prüfungen nehmen Sie zunächst in der elektrischen Anlage vor, um den Fehler im Stromkreis der Bohrmaschine zu finden?

b) Sie finden schließlich in der Verteilung den Fehler. Beschreiben Sie anhand der Abbildung den Fehler und mögliche Auswirkungen.

c) Welche Folgen können sich in dem dargestellten Fehlerfall für Personen bei direktem Berühren des Metallgehäuses der Standbohrmaschine ergeben?

d) Beschreiben Sie, wie Sie die beiden aufgetretenen Fehler beheben.

2 Schutz bei indirektem Berühren

L1

L2L3

PEN

Schienenkasten

I in mAZeit-Strom-Diagramm

100005000

2000

1000

500

200

100

50

20

10t i

n m

s0,1 0,2 0,5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 2000

Loslass-schwelle

Flimmer-schwelleWahr-nehmbar-

keits-schwelle

a) Nennen Sie die Spannungsart, für die das Zeit-Strom- Diagramm gilt.

b) Erklären Sie die Begriffe Wahrnehmbarkeitsschwelle, Los- lassschwelle und Flimmerschwelle. An welchen Stellen im Diagramm liegen die entsprechenden Schwellen?

c) Geben Sie eine Rangfolge der Gefährdung auf den mensch- lichen Körper an, wenn der Stromweg bei einer Person – von der linken Hand zu beiden Füßen, – von der linken Hand zur rechten Hand und – vom linken Fuß zum rechten Fuß verläuft. Begründen Sie jeweils Ihre Aussagen.

Zum Thema Basisschutz und Fehlerschutz sollen Sie ein kurzes Referat halten. Als Einstieg stehen Ihnen folgende Abbildungen zur Verfügung:

4 Basisschutz und Fehlerschutz

Abb. 1 Abb. 2

a) Bei welcher Abbildung liegt Basisschutz und bei welcher Fehlerschutz vor?

b) Beschreiben Sie, wie der besondere Schutz bei – Basisschutz und – Fehlerschutz gewährleistet wird.

c) Nennen Sie jeweils für die beiden Schutzarten zwei weitere Anwendungen.


64

Formulieren Sie für jedes Bild eine passende Unterschrift bzw. geben Sie einen Hinweis auf eine Sicherheitsregel.

5 Sicherheit bei der Arbeit

2.5.2 Arbeitsschutz

1 2

3 4

5 6

7 8


66

3 Sichtkontrolle1 Übersichtsschaltplan

Welche Bedeutung hat der Übersichtsschaltplan bei

a) Inbetriebnahme und

b) Übergabe der Anlage an den Kunden?

Erstellen Sie eine Checkliste zur Durchführung der Sichtkontrolle.Bauen Sie diese Checkliste in Form einer Tabelle auf, bei der die einzel-nen Punkte abzuhaken sind.

2.5.3.1 und 2.5.3.2 Besichtigen, Erproben und Messen

35 A

F1.6B16A

Wäschetrockner

F1.5B16A

Waschmaschine

HeizungF1.4B16A

F1.3B16A

Kellerräume

F1.2B16A

HobbyraumF1.1C16A

kWh

4

S

Hobbyraum

HAKA1

*

F1.0

F0.7

F0.9

P1

F0.4

F0.6

3

3

3

Wohnhaus (WH)

GartenhausF1.7B16

GartenhausF1.8C16

GartenhausF1.9B19

In = 25 AIΔN ≤ 30 mA

2 Prüfungsschritte

Sie bereiten sich mit einem Mitschüler auf die Prüfung vor.

a) Erklären Sie ihm die Bedeutung der dargestellten Begriffe und begründen Sie diese Reihenfolge.

b) Nennen Sie zu jedem Begriff ein Beispiel, an dem Sie beschreiben, welche Tätigkeiten zu verrichten sind. Zur Über- sichtlichkeit fertigen Sie zu den Ergebnissen eine Tabelle an.

Prüfungsschritte

Sichtkontrolle

Erproben

Messen

Prüfprotokoll

Chec

klist

e

Sich

tkon

trolle

4 Erproben und Messen

Die für die Funktionsprüfung notwendigen Schritte haben Sie zunächst in folgender Aufzählung gesammelt.

Schutzpotenzialausgleichsleiterauf Durchgang kontrollieren

Schutzleiter aufDurchgang kontrollierenRCD prüfen

Schleifenimpedanzmessen

Schutzmaßnahmenprüfen

Isolationswiderständemessen

a) Stellen Sie die einzelnen Schritte in einer zeitlichen Reihen- folge dar, wie das Erproben und Messen erfolgt.

b) Ordnen Sie den einzelnen Aspekten die Stellen in der An- lage zu, an denen Sie Prüfungen durchführen.

5 Sicherheit

Finden Sie das Lösungswort zur Sicherheit.

9

12

34

56

78

10

1 Vergleichen mit einer bekannten Größe 2 Feststellen, ob alles geht 3 Sorgen für die Sicherheit vor Schäden durch elektrischen Strom 4 Braucht man, damit nichts vergessen wird 5 Er ist der König 6 Muss getan werden, damit man sicher sein kann, dass alles funktioniert 7 Hierzu muss man gut sehen können 8 Der Kunde bekommt die geleistete Arbeit gezeigt und erklärt 9 Beschreibt das System und die Prüfungen10 Beschreibt das gesamte System durch eine Zeichnung


78

3.1.1 Systemdarstellung und 3.1.2 Steuerungselemente

6 Presse

Für eine Presse ist ein Handbuch zu erstellen.a) Stellen Sie die Systemdarstellung (EVA) des Informations- flusses dar. Endlagentaster können vernachlässigt werden. b) Geben Sie an, wo sich die Führungsgröße w befindet. c) Welche Stellglieder sind in der Darstellung erkennbar? d) Erstellen Sie die Funktionsbeschreibung mit Objektkenn- zeichen. e) Formulieren Sie den Text für eine Bedienungsanleitung der Presse.

Technologieschema:

Mit Hilfe der dargestellten Anlage werden Transportboxen mit Briefen zur Weiterverarbeitung unterschiedlichen Arbeitsplät-zen zugeordnet. Dies geschieht mit einem Förderbandsystem, das hier vereinfacht dargestellt ist. Für die Anlage sind Teile der Dokumentation neu zu erstellen.a) Analysieren Sie die Anlage entsprechend des EVA-Prinzips. b) Beschreiben Sie den Informations- und Materialfluss. c) Erstellen Sie eine Funktionsbeschreibung mit den Kennzei- chen für elektrotechnische Objekte.

Technologieschema:

8 Post-Sortieranlage

Schutzgitter

Zylinder 1

Zylinder 2

Pressform mitZylinder 3 und 4

Näherungssensor

Bedienfeld

S1 S2

B0

Funktion:In einer Presse werden Bleche von Hand eingelegt. Werden S1 und S2 (Sicherheitstaster) gleichzeitig betätigt, beginnt der Pressvorgang. • Zylinder 1 fährt ein Schutzgitter herunter. • Zylinder 3 und Zylinder 4 spannen das Blech, wenn das Schutzgitter geschlossen ist (B0). • Zylinder 2 presst das Blech. Nachdem der Presszylinder zurückgefahren ist, wird das Blech entspannt und das Gitter geöffnet.

7 Symbolische Darstellung

Der Ausschnitt aus einem Gesamtprozess einer Anlage wird mit den unten dargestellten Symbolen verdeutlicht. Dieser ist zu analysieren.a) Erklären Sie, was in der Darstellung insgesamt verdeutlicht wird. b) Erklären Sie den Ablauf des Teilprozesses. c) Machen Sie einen Vorschlag, wie die Anlage konkret aus- sehen könnte.

geordnetesSpeichern Zuteilen Verschieben

Farbeprüfen

1

M2

Rutsche 1

NOT-AUS

Aus

Ein

Bar-Code-Leser

B1

M3

Rutsche 2

B2

M4

Rutsche 3

B3

M1

B4

Rutsche 4(Hand-sortierung)

Funktion:• Das Band wird von einem Motor angetrieben. • Wenn einer der Schwenkarme 1 bis 3 in das Band einge- dreht wird, wird das Werkstück auf eine der Pufferrutschen umgeleitet. • Nicht zuzuordnende Boxen kommen auf die Rutsche 4 und werden von Hand weiterverarbeitet. • Die Boxen besitzen Barcode-Etiketten, die von einem Lese- gerät erfasst werden. Die Zuordnung einer Box zu einer be- stimmten Rutsche erfolgt automatisch durch eine Steue- rung. • Die Anlage kann über je einen Taster ein- und ausgeschaltet werden. Darüber hinaus verfügt die Anlage über einen NOT- AUS-Taster. • An allen Rutschen befinden sich Sensoren. Sie schalten, wenn die Rutsche voll ist.

9 Fußgängerampel

Ihre Firma hat den Auftrag erhalten, für eine einfache Fußgän-gerampel eine Steuerung zu entwickeln. In einer Besprechung erhalten Sie die abgebildete Handzeichnung. Mit dieser Darstellung sollen Sie nun ein Technologieschema mit allen wesentlichen elektrotechnischen Kennzeichnungen erstellen.

Kfz Personen Kfz

Taster

Taster


84

Schützbezeichnung7 Kurzreferat10

Sie sollen in Ihrer Klasse ein Kurzreferat über die Unterschiede zwischen Schützen und Relais vorbereiten. Skizzieren Sie den schematischen Aufbau und erstellen Sie ein Redeskript. Sprechzeit ca. 3 Minuten. Informieren Sie sich gegebenenfalls im Internet.

Übernehmen Sie die folgende Tabelle und ergänzen Sie diese.

Schaltungsanalyse13

In dem Schaltplan sind einige Schütze und Relais dargestellt. a) Beschreiben Sie die Funktionen der Schütze und Relais. b) Zeichnen Sie die Schaltzeichen der Schütze und Relais in zusammenhängender Darstellung.

3.3.1 Schützschaltungen

Symbol BezeichnungLeistungsschütz mit dreiKontakten

Hilfsschütz mit drei Schlie-ßerkontakten

Q2A1

A2

1

2

3

4

5

6

13

14

21

22

Leistungsschütz mit drei Hauptkontakten und vier Hilfskontakten (drei Schlie-ßer; ein Öffner)

Schützkennzeichnung8

Die folgenden Schaltzeichen sind unvollständig und/oder fehlerhaft gekennzeichnet. a) Nennen Sie die Fehler und ergänzen Sie die unvollständigen Symbole. b) Zeichnen Sie die Schütze mit korrekter Kennzeichnung neu.

1.

2.

3.

4.

K11

2

3

4

5

6

Q2B1

B2

1

4

2

5

3

6

13

14

K3A1

A2

2

1

3

2

6

3

10

11

12

13

14

15

K4A1

A2

34

1113

Kennzahlen9

Damit Schütze im Fehlerfall möglichst schnell ersetzt werden können, sind sie mit Kennzahlen versehen, die die Kontakte nach folgendem Schema angeben: z. B. 3 2 0 1 Anzahl der Schließer (1. Kennziffer)Anzahl der Öffner (2. Kennziffer)Anzahl der Wechsler (3. Kennziffer)Anzahl der Spezialschaltglieder (4. Kennziffer)Die 3. und 4. Kennziffer können entfallen, wenn keine entspre-chenden Kontakte vorhanden sind.Geben Sie für folgende Schütze die Kennziffer bzw. die Kon-takte an:a) Hilfsrelais mit zwei Wechslerkontaktenb) Hilfsschütz mit 3 Schließer- und 1 Öffnerkontaktc) 22d) 4100

Zeitrelaiseinstellungen11

Ein Kunde berichtet, dass gelegentlich die untere linke LED ① bei einem Zeitrelais leuchten würde. Er möchte nun wissen, welche Funktion diese hat und was noch auf dem englischen „Beipackzettel“ steht. Helfen Sie ihm weiter! LED for indicating”Time relay on voltage”

LED for indicating”Relay switched”Time settingrange selectorswitch

Function switch

Device labelingplate

Operating timeadjustment

Inspection window forset time range

Inspection window forset function

1

Verzögerungsrelais12

Mit Hilfe eines Schreibers sind die beiden Schaltfolgedia-gramme I und II aufgenommen worden. a) Beschreiben Sie die Unterschiede zwischen den Funktionen, die in den Diagrammen dargestellt sind. b) Ordnen Sie die Diagramme je einem Verzögerungsrelais zu und begründen Sie Ihre Entscheidungen. c) Skizzieren Sie die zugehörigen Schaltzeichen.

I)

II)Verzögerungszeit

0 10”

K3: A1/A2

K3: 15/16

K3: 15/18

K3: Y1

15/18

Verzögerungszeit

EIN AUS

Schalt-vorgang

15/16A1/A2

L01

S1

S2

K1

L02

A1

A2

21

22

13

14K1

13

14K4

K2A1

A2

16

15

33

34K2

13

14K2K1

43

44

K32" A1

A2

30"K4

K3

K1

K4

22

K5A1

A2P1

K1 K5

A1

A2

28

27

43

44

18

17

2117

18

X1

X2

B1

B2

95


1 Stempelvorrichtung

In einer Werkstatt ist die folgende Schaltung zur Raumsiche-rung installiert. Mit den Sensoren B1 und B2 wird das Öffnen der Tür und des Fensters überprüft.a) Analysieren Sie die Funktion der bestehenden Schaltung.b) Erstellen Sie dann einen Anschlussplan und eine Zuord- nungstabelle. Danach entwickeln Sie ein geeignetes Pro- gramm für ein Steuerrelais.

3.4 Folgeschaltungen

4 Alarmschaltung

F124 V

0 V

S1

S2

M1

Erstellen Sie einen Anschlussplan, eine Zuordnungstabelle und ein Programm für ein Steuerrelais.Hinweise: M1 stellt das Ventil zur elektropneumatischen Ansteuerung des Zylinders dar. Drahtbruchsicherheit und andere Sicher-heitsvorschriften sollen vernachlässigt werden.

2 Stromstoßschaltung

Ein Kunde möchte das Flurlicht von fünf Stellen aus schalten können. Da er für eine andere Funktion schon eine LOGO! in-stalliert hat, soll diese auch für die Stromstoßschaltung ver-wendet werden. Übliche Verdrahtung:

X1:4

X2:4 X3:1 X4:1

13A2

A1

X1 3X2

X1X2

5

14

13

21

X1 5

14

13

X2 2

14

13

X3 2

2

1

14

13

14

111

13

2

X4

65432

L1

S1

F1

S2 S3 S4 S5 Q1

Q1 E1

N

Bei der vorhanden LOGO! 230 RC ist der Eingang I8 und der Ausgang Q4 bereits verwendet worden.a) Erstellen Sie eine Zuordnungstabelle und einen Anschluss- plan. Beachten Sie dabei die Erdschlusssicherheit. b) Entwickeln Sie ein Programm für die Stromstoßschaltung mit LOGO!.

3 Kühlmittelpumpe

Mit der abgebildeten Schaltung wird sichergestellt, dass zunächst die Kühlmittel- pumpe (M1 über Q1) geschaltet sein muss, bevor die Bohrmaschine (über Q2) ein-geschaltet werden kann. Nach einem Defekt des Schützes Q2 soll künftig eine LOGO! eingesetzt werden. a) Beschreiben Sie die Funktion der Schützschaltung. b) Erstellen Sie einen Anschlussplan und eine Zuordnungstabelle. c) Entwickeln Sie ein Programm, mit dem die Schützschaltung ersetzt werden kann. d) Der Austaster für die Kühlmittelpumpe soll entfallen. Wenn die Bohrmaschine abgeschaltet wird, soll die Kühlmittelpumpe nach 10 s automatisch abschalten.

L1

1

A1

A2

A1

A2K1

32 4

K113

14

B121

22

K2

S021

22

Q11

2

N

21

22K1

5

K213

14S1

13

14

B221

221 Hz

P1 P2

Die Beleuchtung einer Fabrikhalle wird mit einem Drucktaster ein- und ausgeschaltet. Das Schütz K2 ist defekt. Sie erhalten von Ihrem Chef den Auftrag, die Steuerung durch ein Steuer-relais zu ersetzen.a) Analysieren Sie die Funktion der Schaltung. b) Erstellen Sie den Anschlussplan und die Zuordnungs- tabelle. c) Entwickeln Sie ein geeignetes Programm für ein Steuer- relais. Hinweis: Die Lichtbänder werden über das Hauptschütz Q1 geschaltet.

5 Beleuchtungsanlage

230 V ~ 50 HzL1

F11 2

1

A1

A2

A1

A2

A1

A2K1

32 4

K1

K221

22

13

14Q1

21

22

K2

K2

K121

22

13

14

13

14

N

Q133

34

5 6

Q1

Q113

14K1

33

34

K231

32S1

Mit Hilfe eines Zylinders werden Werkstücke mit dem Firmen-logo gestempelt. Die defekte Schützschaltung soll durch eine LOGO! ersetzt werden.Funktionsbeschreibung: Das Werkstück wird von Hand in eine Vorrichtung eingebracht. Durch die zeitgleiche Betätigung von zwei Start-Tastern (S1 und S2) wird der Zylinder über ein Ventil angesteuert und fährt aus. Wird mindestens ein Taster nicht mehr betätigt, fährt der Stempel in die Grundstellung zurück.

F1

S2

L1

N1 2 3 4

Q1 Q2

S4Q1 Q2

Q1

S1 S3

115



3

• Auszüge aus den technischen Unterlagen Der 6,2 mm schmale MINI MCR-SL-PT100-UI-… ist ein konfigurierbarer Temperaturmessumformer. Er ist für den Anschluss von Pt 100-Widerstandsthermometern nach IEC 60751 in 2-, 3- und 4-Leiter-Anschlusstechnik geeignet. Der Sensor wird vom Modul mit einem geringen Strom gespeist. Der dabei entstehende Spannungsfall wird im Messumformer verstärkt und in ein der Temperatur pro- portionales Signal umgesetzt. Dabei wird die Widerstands- kennlinie durch einen Mikrocontroller (μC) linearisiert. Ausgangsseitig stehen die analogen Normsignale 0…20 mA, 4…20 mA, 20…0 mA, 20…4 mA oder 0…10 V, 0…5 V, 1…5 V, 10…0 V galvanisch getrennt zur Verfügung. Die Versorgungsspannung beträgt 19,2 V…30 V DC, die Leistung < 500 mW. Die an der Gehäuseseite zugänglichen DIP-Schalter erlau- ben die Konfiguration folgender Parameter: – Anschlussmöglichkeiten, – zu messender Temperaturbereich, – Ausgangssignal sowie – Art der Fehlerauswertung.

• Technische Daten

• Blockschaltplan

Temperaturüberwachung mit Pt 100

Information: Messumformer

EingangSensortyp Pt 100

(IEC 60751/EN 60751)

Sensorspeisestromstärke 1 mA (konstant)Anschlusstechnik 2-, 3-, 4-LeiterAusgangAusgangssignal Spannung 0 V…10 V

10 V… 0 V 0 V… 5 V 1 V… 5 V

Kurzschlussstromstärke ca. 10 mAAusgangssignalStromstärke

4 mA… 20 mA20 mA… 0 mA20 mA… 4 mA 0 mA… 20 mA

1234

56

78

ϑ

4 W

ire P

t100

3 W

ire P

t100

2 W

ire P

t100

GND 1OUT

UI

AD

DC

DC

D μCϑ

GND 2+24 V

2

1

4 6 7

8

3 5

• Anschlussmöglichkeiten 2-Leiter-Anschlusstechnik – Geeignet für kurze Leitungen. – Die Leiterwider- stände RL1 und RL2 gehen direkt in das Messergebnis ein und verfälschen es (z.B. Pt 100: 0,385 Ω 1 K).

3-Leiter-Anschlusstechnik – Geeignet für lange Leitungen zwischen Pt 100-Sensor und Messumformer bei gleichen Leitungs- widerständen (RL1 = RL2 = RL3). – Der Widerstand je Leiter darf einen Wert von 50 Ω nicht über- schreiten.

4-Leiter-Anschlusstechnik – Geeignet für große Entfernungen zwischen Pt 100-Sensor und Messumformer bei unterschiedlichen Leiterwiderständen (RL1 ≠ RL2 ≠ RL3 ≠ RL4). – Der Widerstand je Leiter darf einen Wert von 50 Ω nicht über- schreiten.

Durch den Messwiderstand fließt ein konstanter Strom aus einer Konstantstromquelle. Deshalb spielen Leiterwiderstände für die Spannung keine Rolle. Die Spannung U ist stets proportional zur Stromstärke. Diese Spannung wird über ein zweites Leitungspaar an den hochohmigen Eingang eines Verstärkers gegeben, so dass auch diese Leiterwiderstände vernachlässigbar sind.Die 4-Leiter-Anschlusstechnik ist deshalb weitgehend unab-hängig von den Leitungswiderständen, die sich aufgrund von Temperaturschwankungen auch ändern können.

1

4

3ϑ

2Mess-

umformer

1

4

3

ϑ 2Mess-

umformer

1

2

3

ϑ4 Mess-

umformer

160

Acer Computer GmbH, Ahrensburg: 149ATS-Elbtalwerk GmbH, Dresden: 56BJZ GmbH & Co. KG, Eppingen: 141Burresch, Hermann, Braunschweig: 40C. & E. FEIN GmbH, Schwäbisch Gmünd-Bargau: 61Deutsches Museum, München: 132Druwe & Polastri, Cremlingen/Weddel: 47, 138Dzieia, Michael Dr., Darmstadt-Arheilgen: 63, 65.2Eaton Industries GmbH, Bonn: 80 (2 Fotos), 83 (alle Fotos)ELEKTRA TAILFINGEN Schaltgeräte GmbH & Co. KG, Albstadt:

56, 62Engbarth, Gerd, Bienenbüttel: 48, 59, 67 (alle Fotos), 68 (alle

Fotos), 69, 71fotolia.com, New York: 150; alexlmx 23.2; Peter Atkins 57.3;

Visty 119.2Gebrüder Martin GmbH & Co. KG, Tuttlingen: 56GEWISS Deutschland GmbH, Merenberg: 62Helukabel GmbH, Hemmingen: 114Hübscher, Heinrich, Lüneburg: 13, 16 (2 Fotos)inMusic GmbH, Ratingen: 127 (2 Fotos)iStockphoto.com, Calgary: Getty Images 11Jacob Elektronik GmbH, Karlsruhe: 138Klaue, Jürgen, Bad Kreuznach: 49 (3 Fotos)

KNIPEX-Werk C. Gustav Putsch KG, Wuppertal: 138Kroneis GmbH, Wien: 81LANL - Los Alamos National Laboratory, Los Alamos: 124Levy, Marco, Berlin: 63Lithos, Wolfenbüttel: alle Grafiken 2 - 133, 135 - 144, 146 - 148,

150 - 159Miele & Cie. KG, Gütersloh: 92Osram AG, München: 23.4OTTO Engineering, Inc., Carpentersville: 80Panther Media GmbH (panthermedia.net), München:

Koszienski, Frank 81Pepperl + Fuchs GmbH, Mannheim: 82PHOENIX CONTACT GmbH & Co. KG, Blomberg: 79.1, 115Sausel , Stephan, Welle: 131, 133, 134 (4 Fotos) 137, 139, 142,

143, 144, 145 (alle Fotos), 146 (2 Fotos)SCHURTER AG, Luzern: 80 (2 Fotos)SENERTEC Kraft-Wärme-Energiesysteme GmbH, Schweinfurt: 85Shutterstock.com, New York: Andrey_Popov 64 (4 Fotos);

Bohbeh 33; Kalinovsky, Dmitry 64; Kokliang 64; Macrovector 23.1; Nuttapol Sn 150; olegganko 149; Perkin, Gary 64; Romaset 64; SocoXbreed 61

UTILITY ELECTRICAL CO., LTD: 80Vaisala GmbH, Niederlassung Hamburg, Hamburg: 81WME Power Systems GmbH, Hamburg: 36

Bildquellenverzeichnis

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Elektrotechnik€¦ · Elektrotechnik Grundwissen Aufträge Lernfelder 1 – 4 5. Auflage Bestellnummer 221567 Diesem Buch wurden die bei Manuskriptabschluss vorliegenden neuesten