Iv Lichtstärke Candela cd

Gv Lichtstrom Lumen 1 lm = 1 cd · sr

Ev Beleuchtungsstärke Lux 1 lx = 1 lm/m2

Lv Leuchtdichte Candela je m2 cd/m2

n Lichtausbeute Lumen je Watt lm/W

Formel- Einheit, Einheiten- Größe Einheiten- zeichen, Be- zeichen1

name merkungen

Formel- Einheit, Einheiten- Größe Einheiten- zeichen, Be- zeichen1

name merkungen

l Länge, Abstand Meter m

d, d Dicke, Schichtdicke

r, R Radius, Halbmesser

d, D Durchmesser

s Weglänge, Kurvenlänge

A, S Flächeninhalt, Fläche Meter m2

S, q Querschnittsfläche hoch zwei

a, b, g ebener Winkel Grad °

j, a Drehwinkel Radiant, Grad rad, °(Grad)

T, Q thermodynamische Kelvin K

Temperatur

DT, Dt, Dh Temperaturdifferenz

t, h Celsius-Temperatur Grad Celsius °C

Q Wärmemenge Joule J

Cth Wärmekapazität Joule

je Kelvin

c spezifische Joule je kg

Wärmekapazität und Kelvin

t Zeit, Dauer Sekunde s

Dt Zeitspanne

T Periodendauer

t, T Zeitkonstante

f Frequenz Hertz Hz = 1/s

w Kreisfrequenz, je Sekunde 1/s

Winkelgeschwindigkeit Radiant je Sek. rad/s

n, fr Drehzahl, je

Umdrehungsfrequenz Sekunde

l Wellenlänge Meter m

v, u, Geschwindigkeit Meter

w, c je Sekunde

a Beschleunigung, Meter je Sek.

Verzögerung hoch zwei

m Masse, Gewicht Kilogramm kg

F Kraft Newton N

M Kraftmoment, Newton- Nm

Drehmoment meter

W, A, E Arbeit, Energie Joule J

P Leistung Watt W

n Wirkungsgrad – 1

f Arbeitsgrad,

Nutzungsgrad

Q elektrische Ladung, Coulomb 1 C = 1 As

Elektrizitätsmenge

e Elementarladung

I elektrische Stromstärke Ampere A

Iw Wirkstrom

IbL induktiver Blindstrom

IbC kapazitiver Blindstrom

i Augenblickswert

i$ Amplitude, Scheitelwert

i$

5 Spitze-Tal-Wert

J elektrische Ampere

Stromdichte je m2

A

m2

U elektrische Spannung Volt V

Uw Wirkspannung

UbL indukt. Blindspannung

UbC kapazit. Blindspannung

u Augenblickswert

u$ Amplitude, Scheitelwert

u$

4 Spitze-Tal-Wert

R elektr. Widerstand, Ohm Ω Wirkwiderstand

G elektrischer Leitwert Siemens  1

B Blindleitwert 1 S = 1 Ω

Y Scheinleitwert

r spezifischer Widerstand Ohm · m Ω · m

g, s, k elektrische Siemens

Leitfähigkeit je m

S

m = 1

Ω · m

X Blindwiderstand Ohm Ω XL indukt. Blindwiderstand

XC kapazit. Blindwiderstand

Z Scheinwiderstand, Ohm Ω Impedanz

W Arbeit, Energie Joule 1 J = 1 Ws

P Leistung, Wirkleistung Watt W

S Scheinleistung Volt · Ampere VA

QL induktive Blindleistung Volt Ampere var, W

QC kapazitive Blindleistung reaktiv, Watt

E elektrische Feldstärke Volt je m V/m

C elektrische Kapazität Farad 1 F = 1 As/V

e Permittivität Farad je m F/m

e0 elektr. Feldkonstante

er Permittivitätszahl, – 1

j Phasenverschiebungs- Grad, °

winkel Radiant rad

N Windungszahl – 1

Q elektr. Durchflutung Ampere A

H magnetische Feldstärke Ampere je m A/m

G magnetischer Fluss Weber 1 Wb  = 1 Vs

B magnet. Flussdichte Tesla 1 T  = 1 Vs/m2

L Induktivität Henry 1 H  = 1 Vs/A

m Permeabilität Henry je m

m0 magnet. Feldkonstante

mr Permeabilitätszahl – 1

relative Permeabilität

1 Sind für eine Größe mehrere Zeichen angegeben, so ist das an erster Stelle stehende (meist internationale) Zeichen zu bevorzugen.

Elektrizität und Magnetismus Länge und ihre Potenzen

Raum und Zeit

Mechanik

Wärme und Wärmeübertragung

Licht und elektromagnetische Strahlung

Wichtige Formelzeichen, Größen und Einheiten Nach DIN 1304

1 H

= 1 Vs

m Am

1

s

m

s

m

s2

J

K

J

kg · K

EUROPA-FACHBUCHREIHEfür elektrotechnische Berufe

29. überarbeitete und erweiterte Auflage

Bearbeitet von Lehrern an beruflichen Schulen und von Ingenieuren(siehe Rückseite)

Lektorat: Klaus Tkotz, Kronach

VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL · Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG

Düsselberger Straße 23 · 42781 Haan-Gruiten

Europa-Nr.: 30138

FachkundeElektrotechnik

Autoren der Fachkunde Elektrotechnik:Bumiller, Horst Freudenstadt

Burgmaier, Monika Durbach

Eichler, Walter Kaiserslautern

Feustel, Bernd Kirchheim-Teck

Käppel, Thomas Münchberg

Klee, Werner Mehlingen

Manderla, Jürgen Berlin

Reichmann, Olaf Altlandsberg

Schwarz, Jürgen Tettnang

Tkotz, Klaus Kronach

Winter, Ulrich Kaiserslautern

Ziegler, Klaus Nordhausen

Lektorat und Leitung des Arbeitskreises: Klaus Tkotz

Bildentwürfe: Die Autoren

Fotos: Autoren und Firmen (Firmenverzeichnis Seite 655)

• Windows ist ein eingetragenes Warenzeichen der Microsoft Corporation

• INTEL ist ein eingetragenes Warenzeichen der INTEL Corporation

• Linux ist ein eingetragenes Warenzeichen von Linus Torvalds

• Nachdruck der Box Shots von Microsoft-Produkten mit freundlicher Erlaubnis der Microsoft Corporation

• Alle anderen Produkte, Warenzeichen, Schriftarten, Firmennamen und Logos sind Eigentum oder einge-

tragene Warenzeichen ihrer jeweiligen Eigentümer

Bildbearbeitung:Zeichenbüro des Verlages Europa-Lehrmittel GmbH & Co., Ostfildern

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29. Auflage 2014

Druck 5 4 3 2 1

Alle Drucke derselben Auflage sind parallel einsetzbar, da bis auf die Behebung von Druckfehlern untereinander

unverändert.

ISBN 978-3-8085-3190-7

Titelmotiv: Idee: Klaus Tkotz, Ausführung: braunwerbeagentur, 42477 Radevormwald unter Verwendung von 2 Fotos

der Bilddatenbank www.fotolia.de (Steckdose: © emmi-Fotolia.com; weltkugel: © erdquadrat-Fotolia.com)

Alle Rechte vorbehalten. Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der gesetzlich geregel-

ten Fälle muss vom Verlag schriftlich genehmigt werden.

© 2014 by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, 42781 Haan-Gruiten

http://www.europa-lehrmittel.de

Satz: Satz+Layout Werkstatt Kluth GmbH, 50374 Erftstadt

Druck: B.o.s.s Druck und Medien GmbH, 47574 Goch

● Beruf und Betrieb 606

● Praxistipps (Auswahl)

• Effektivwertmessung nichtsinusförmiger Größen . . . . . 178

• Messen mit dem Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

• Installation, Inbetriebnahme eines Frequenzumrichters 273

• Auslegung, Dimensionierung einer Fotovoltaikanlage. . 283

• Farbkennzeichnung von Leitern. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307

• Verlegen von Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310

• Beispiel einer Leitungsberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322

• Prüfung elektrischer Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366

• Multimediaverkabelung, vernetztes Haus . . . . . . . . 416, 430

• Auswahl, Anschluss eines Elektromotors. . . . . . . . . 480, 482

• Herstellen einer WLAN-Verbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . 531

• Existenzgründung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631

● Elektrotechnik

Inhaltsverzeichnis (Kurzform)

1 Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz . . . . . . . . . 15

2 Grundbegriffe der Elektrotechnik . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3 Grundschaltungen der Elektrotechnik . . . . . . . . . . . . 49

4 Elektrisches Feld. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

5 Magnetisches Feld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

6 Schaltungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

7 Wechsel- und Drehstromtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . 126

8 Messtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

9 Elektronik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

10 Elektrische Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

11 Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334

12 Gebäudetechnische Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371

13 Elektrische Maschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449

14 Informationstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511

15 Automatisierungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534

16 Werkstoffe, Fertigung, Umwelt, Energieeinsparung 585

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

Kapitelnummerund Symbole

Weg

wei

ser

zur

Fach

kun

de

Ele

ktro

tech

nik

● Allgemeines

Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Inhaltsverzeichnis (ausführlich). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 –10

Lernfeldhinweise und Projektbearbeitung . . . . . . . . . . 11–14

Sachwortverzeichnis Deutsch – Englisch ab Seite 656

● Infoseiten

• Schaltzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 634

• Elektrotechnische u. allg. Symbole, Prüfzeichen . . . . . . . 640

• Widerstände und Kondensatoren (Kennzeichnung) . . . . 642

• Überstrom-Schutzeinrichtungen (Auslösekennlinien) . . 643

• Leitungen u. Kabel (Verlegearten, Mindestquerschnitte) 644

• Leitungen (Strombelastbarkeit, Umrechnungsfaktoren) 645

• Drehstrommotoren (Betriebsdaten) . . . . . . . . . . . . . . . . . 646

• Dioden, Transistoren, Thyristor, Triac (Kennlinien) . . 647

• Wichtige Abkürzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 650

• Fachbegriffe Englisch – Deutsch . . . . . . . . . . . . . . . . . 652

4

Liebe Leserin,lieber Leser,

Herzlich willkommen bei der Fachkunde Elektrotechnik

die Fachkunde Elektrotechnik dient der Aus- und Weiterbildung

im Berufsfeld Elektrotechnik. Sie wendet sich auch an alle, die in

diesem Berufsfeld tätig sind.

Aufbau des Buches

Das Buch ist fachsystematisch aufgebaut und fördert das

selbstgesteuerte Lernen.

Sie finden Erklärungen und Darstellungen wichtiger Gesetze

und Formeln der Elektrotechnik.

Wiederholungsseiten festigen und vertiefen Ihr erworbenes Wissen.

Zum Bearbeiten der Wiederholungsaufgaben hilft Ihnen ein zusätzliches Lösungsbuch.

Praxistippseiten ergänzen und begleiten Ihre berufliche Tätigkeit.

Ein Infoteil am Buchende unterstützt Ihre handlungsorientierte und praxisnahe Ausbildung.

Auf der beiliegenden DVD finden Sie alle Bilder, Tabellen und Infoseiten aus dem Buch sowie

nützliche Programme und Bedienungsanleitungen.

Hilfen zur Fachkunde Elektrotechnik

Für die Vertiefung und Vervollständigung Ihres Fachwissens gibt es weitere Hilfen durch ergänzende

Fachliteratur des Verlages Europa-Lehrmittel (oben rechts).

Die Fachkunde Elektrotechnik auf einen Blick

Was können wir für Sie noch besser machen? Ihre Meinung zu diesem Buch ist uns wichtig.

Darum schreiben Sie uns Ihre Kritik, Ihre Ratschläge, aber auch Ihr Lob unter: info@europa-lehrmittel.de

Das Autorenteam und der Verlag Europa-Lehrmittel wünschen Ihnen mit diesem Buch interessante und

wertvolle Anregungen für Ihre Ausbildung und berufliche Tätigkeit. Frühjahr 2014

Vo

rwo

rt 29

. Au

flag

e

Ergänzende Fachliteratur

Fachqualifikationen vermitteln

Lernprozesse aktivieren

Hilfe bei der Projektbearbeitung geben

Fort- und Weiterbildung fördern

Gruppenarbeit unterstützen

Teamarbeit fördern

Berufsschulen

Energie- und Gebäudetechnik

Gebäude- undInfrastruktursysteme

Maschinen- und Antriebstechnik

Geräte und SystemeMaschinen- und Antriebstechnik

Automatisierungstechnik

Automatisierungstechnik

Systemelektroniker/-in

Elektroniker/-in für:

Elektroniker/-in für:

(Industrie)

(Handwerk)

Betriebstechnik

Auszubildende,Schüler/-in,Studierende

Fachschulen

Betrieben

FachoberschulenBerufsoberschulen

Meisterschulen

Technischen GymnasienZielgruppenDas Buch soll

Ausbildungs-

richtungen

Beleuchtungstechnik

Praxistipps

Schaltungstechnik

Antennenanlagen

Schutzmaßnahmen

Gebäudeleittechnik

Schaltzeichen

Erneuerbare Energien

Gefahrenmeldeanlagen

Elektrische Maschinen

Praxistipps, z.B. zu

Neu bzw. überarbeitet z.B.

Industrieelektriker/-in

Mechatroniker/-inElektroanlagenmonteur/-in

BetriebstechnikGeräte und Systeme

SchutzmaßnahmenInformationstechnikGebäudetechnikMesstechnikSchaltungstechnikMotoren

AVQ

Praktiker/-inim Beruf

Arbeitsbuch Elektrotechnik Lernfeld 1–4

Arbeitsbuch Elektrotechnik Lernfeld 5–13

Rechenbuch Elektrotechnik

Formeln für Elektrotechniker

Praxis Elektrotechnik

Tabellenbuch Elektrotechnik

Arbeitsblätter Fachkunde Elektrotechnik

5

1 Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz . 15

1.1 Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

1.2 Produktsicherheitsgesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151.3 Gefahrstoffverordnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161.4 Sicherheitszeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171.5 Erste Hilfe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Praxistipp: Gefährdungsbeurteilung . . . . . . . . . . 19 Wiederholungsseite zu Kapitel 1 . . . . . . . . . . . . . 20

2 Grundbegriffe der Elektrotechnik . . . . . . . 21

2.1 Umgang mit physikalischen Größen . . . . . . . . . 21 Masse und Kraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Mechanische Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Mechanische Leistung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222.2 Arten von Stromkreisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Elektrischer Gleichstromkreis . . . . . . . . . . . . . . . 24 Schaltzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.3 Elektrische Ladung (Elektrizitätsmenge) . . . . . . 26 Aufbau der Atome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272.4 Elektrische Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282.4.1 Spannungsquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282.4.2 Potenzial und Spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282.4.3 Arten der Spannungserzeugung . . . . . . . . . . . . . 292.4.4 Messen elektrischer Spannung . . . . . . . . . . . . . . 302.5 Elektrischer Strom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312.5.1 Elektrischer Strom in Metallen . . . . . . . . . . . . . . . 322.5.2 Messen elektrischer Stromstärke. . . . . . . . . . . . . 322.5.3 Wirkungen des elektrischen Stromes . . . . . . . . . 332.5.4 Stromarten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342.5.5 Stromdichte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.6 Elektrischer Widerstand und Leitwert . . . . . . . . 362.7 Ohmsches Gesetz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372.8 Leiterwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.9 Temperaturabhängigkeit des Widerstandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392.10 Bauarten von Widerständen. . . . . . . . . . . . . . . . . 402.11 Elektrische Energie und Arbeit. . . . . . . . . . . . . . . 422.11.1 Gewinnung elektrischer Energie . . . . . . . . . . . . . 422.11.2 Elektrische Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432.12 Elektrische Leistung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.13 Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462.14 Elektrowärme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Wiederholungsseite zu Kapitel 2 . . . . . . . . . . . . . 48

3 Grundschaltungen der Elektrotechnik . . . 49

3.1 Reihenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493.1.1 Gesetze der Reihenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . 493.1.2 Vorwiderstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513.1.3 Spannungsfall an Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . 523.2 Parallelschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533.3 Gemischte Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553.3.1 Spannungsteiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553.3.2 Brückenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573.3.2.1 Abgeglichene Brückenschaltung . . . . . . . . . . . . . 573.3.2.2 Nicht abgeglichene Brückenschaltung . . . . . . . . 583.3.3 Widerstandsbestimmung durch Strom-

und Spannungsmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593.4 Spannungsquelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603.4.1 Belastungsfälle einer Spannungsquelle . . . . . . . 603.4.2 Ersatzschaltbild einer Spannungsquelle . . . . . . 613.4.3 Anpassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613.4.4 Schaltungen von Spannungsquellen . . . . . . . . . 633.5 Galvanische Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643.5.1 Umwandlung chemischer Energie in elektrische Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643.5.2 Primärelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.5.3 Sekundärelemente (Akkumulatoren). . . . . . . . . . 67 Wiederholungsseite zu Kapitel 3 . . . . . . . . . . . . . 70

4 Elektrisches Feld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

4.1 Eigenschaften des elektrischen Feldes . . . . . . . . 714.2 Grundbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 724.2.1 Elektrische Feldstärke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 724.2.2 Elektrische Influenz und Polarisation. . . . . . . . . . 724.2.3 Elektrische Felder in der Praxis . . . . . . . . . . . . . . 734.3 Kondensator im Gleichstromkreis . . . . . . . . . . . 744.3.1 Verhalten eines Kondensators . . . . . . . . . . . . . . . 744.3.2 Kapazität eines Kondensators . . . . . . . . . . . . . . . 74 Berechnung der Kapazität von Kondensatoren 754.3.3 Laden und Entladen von Kondensatoren . . . . . 764.3.4 Energie des geladenen Kondensators. . . . . . . . . 774.4 Schaltungen von Kondensatoren . . . . . . . . . . . . 784.4.1 Parallelschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784.4.2 Reihenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784.5 Kenngrößen und Bauarten von Kondensatoren 794.5.1 Kenngrößen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 794.5.2 Bauarten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 Wiederholungsseite zu Kapitel 4 . . . . . . . . . . . . . 81

5 Magnetisches Feld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

5.1 Eigenschaften der Magnete undDarstellungshilfen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

5.2 Elektromagnetismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 845.2.1 Stromdurchflossener Leiter und Magnetfeld . . 845.2.2 Stromdurchflossene Spule und Magnetfeld . . . 855.3 Magnetische Größen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 865.3.1 Magnetischer Fluss Φ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 865.3.2 Elektrische Durchflutung Θ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 865.3.3 Magnetische Feldstärke H . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 875.3.4 Magnetische Flussdichte B . . . . . . . . . . . . . . . . . . 875.4 Eisen im Magnetfeld einer Spule. . . . . . . . . . . . . 885.5 Strom und Magnetfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 915.5.1 Stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld . . . 915.5.2 Stromdurchflossene Spule im Magnetfeld . . . . 935.5.3 Stromdurchflossene parallele Leiter . . . . . . . . . . 935.6 Spannungserzeugung durch Induktion . . . . . . . 945.6.1 Generatorprinzip (Induktion der Bewegung) . . . 945.6.2 Lenzsche Regel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 955.6.3 Transformatorprinzip (Induktion der Ruhe) . . . . . 965.6.4 Selbstinduktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 985.6.5 Wirbelströme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Wiederholungsseite zu Kapitel 5 . . . . . . . . . . . . .100

6 Schaltungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

6.1 Schaltungsunterlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Praxistipp: Installation einer Wechsel-

schaltung mit Steckdose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1036.2 Installationsschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1046.2.1 Lampenschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1046.2.2 Schaltungen mit Meldeleuchten . . . . . . . . . . . . 1066.2.3 Stromstoßschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1076.2.4 Infrarot-Bewegungsmelder . . . . . . . . . . . . . . . . 1076.2.5 Treppenlicht-Zeitschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . 1086.2.6 Hausrufanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1086.2.7 Haussprechanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1096.3 Elektromagnetische Schalter . . . . . . . . . . . . . . . 1116.3.1 Relais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1126.3.2 Schütze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1146.3.3 Schützschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115 Tippbetrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Selbsthalteschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Folgeschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1166.3.3.1 Anwendungen von Schützschaltungen . . . . . . .116 Wendeschützschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Stern-Dreieck-Schützschaltung . . . . . . . . . . . . . 117 Automatische Stern-Dreieck-Schützschaltung 119 Dahlanderschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1206.4 Klemmenplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1216.5 Elektrische Ausrüstung von Maschinen . . . . . 122 Praxistipp: Anforderungen an Steuerstrom-

kreise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124 Wiederholungsseite zu Kapitel 6 . . . . . . . . . . . . 125

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Inhaltsverzeichnis

6

8 Messtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

8.1 Elektrische Messgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1678.1.1 Grundbegriffe der Messtechnik . . . . . . . . . . . . . 1678.1.2 Anzeigearten von Messgeräten . . . . . . . . . . . . . 1688.1.3 Analoge Messgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1688.1.3.1 Messfehler von analogen Messgeräten . . . . . . 1698.1.3.2 Elektrische Messwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1708.1.4 Digitale Messgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1718.1.5 Elektrizitätszähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1738.1.5.1 Induktionszähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1738.1.5.2 Elektronische Elektrizitätszähler . . . . . . . . . . . . . 1748.2 Praktisches Messen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1758.2.1 Messen von Leistungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1758.2.2 Messen von Widerständen . . . . . . . . . . . . . . . . 1758.2.3 Messen mit Strommesszangen . . . . . . . . . . . . . 1768.2.4 Messkategorien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1768.2.5 Durchführung einer praktischen Messung . . . 177 Praxistipp: Effektivwertmessung

nichtsinusförmiger Größen . . . . . . . . . . . . . . . . 1788.3 Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1798.3.1 Analoges Oszilloskop. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1798.3.1.1 Aufbau eines Analog-Oszilloskops . . . . . . . . . . 1798.3.1.2 Zweikanal-Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1818.3.1.3 Messen mit dem Oszilloskop . . . . . . . . . . . . . . . 1818.3.2 Digitalspeicher-Oszilloskop. . . . . . . . . . . . . . . . . 182 Praxistipp: Messen mit dem Oszilloskop . . . . . 1838.4 Messen nichtelektrischer Größen mit Sensoren 1848.4.1 Aktive und passive Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . 1848.4.2 Anwendungen von Sensoren. . . . . . . . . . . . . . . 1858.4.2.1 Sensoren zur Weg- und Winkelmessung . . . . . 1858.4.2.2 Sensoren zur Messung von Dehnung, Kraft, Druck und Drehmoment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1878.4.2.3 Sensoren zur Messung von Temperaturen . . . 1888.4.3 Näherungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1898.4.3.1 Optische Näherungsschalter. . . . . . . . . . . . . . . . 1898.4.3.2 Induktive Näherungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . 1898.4.3.3 Kapazitive Näherungsschalter . . . . . . . . . . . . . . 1908.4.3.4 Ausführung von Näherungsschaltern. . . . . . . . 190 Wiederholungsseite zu Kapitel 8 . . . . . . . . . . . . 191

9 Elektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192

9.1 Halbleiterwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1929.2 Halbleiterwiderstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1949.2.1 Spannungsabhängige Widerstände (Varistoren) 1949.2.2 Heißleiter (NTC-Widerstände) . . . . . . . . . . . . . . 1959.2.3 Kaltleiter (PTC-Widerstände). . . . . . . . . . . . . . . . 1969.2.4 Feldplatten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1989.3 Hallgeneratoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1989.4 Halbleiterdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1999.4.1 Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1999.4.2 Leistungsdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1999.4.3 Z-Dioden (Begrenzerdioden). . . . . . . . . . . . . . . . 2009.4.4 Halbleiterkennzeichnung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2019.4.5 Kühlung von Halbleiterbauelementen . . . . . . . 2029.5 Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2039.5.1 Bipolare Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2039.5.1.1 Transistoren in der Praxis . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2059.5.1.2 Einstellung des Arbeitspunktes . . . . . . . . . . . . . 2069.5.1.3 Stabilisierung des Arbeitspunktes . . . . . . . . . . 2079.5.1.4 Transistor als Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2089.5.1.5 Kippschaltungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 Bistabile Kippschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 Timer-Baustein NE 555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 Monostabile Kippschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . 211 Astabile Kippschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 Schwellwertschalter (Schmitt-Trigger) . . . . . . . 2119.5.1.6 Verstärkerschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 Grundbegriffe der Verstärkertechnik . . . . . . . . 212 Grundschaltungen des bipolaren Transistors 212 Einstufiger bipolarer Transistorverstärker

in Emitterschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2139.5.2 Feldeffekttransistoren (FET) . . . . . . . . . . . . . . . . 214 Verstärkergrundschaltungen mit Feldeffekt- transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

7 Wechsel- und Drehstromtechnik . . . . . . 126

7.1 Kenngrößen der Wechselstromtechnik . . . . . . 1267.1.1 Periode und Scheitelwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

7.1.2 Frequenz und Periodendauer . . . . . . . . . . . . . . 126

7.1.3 Frequenz und Wellenlänge . . . . . . . . . . . . . . . . 127

7.2 Sinusförmige Wechselgrößen . . . . . . . . . . . . . . 1287.2.1 Zeigerdarstellung von Sinusgrößen . . . . . . . . . 128

7.2.2 Kreisfrequenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

7.2.3 Erzeugung von Sinusspannungen . . . . . . . . . . 129

7.2.4 Scheitelwert und Effektivwert bei

sinusförmigen Wechselgrößen . . . . . . . . . . . . . 130

7.2.5 Zeitlicher Verlauf von Wechselgrößen . . . . . . . 131

7.2.6 Nichtsinusförmige Spannungen und Ströme . .132

7.2.7 Frequenz und Polpaarzahl. . . . . . . . . . . . . . . . . . .133

7.2.8 Phasenverschiebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

7.2.9 Wirkwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

7.2.10 Scheinwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

7.3 Spule im Wechselstromkreis . . . . . . . . . . . . . . . 1357.3.1 Induktiver Blindwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . 135

7.3.2 Reihenschaltung aus Wirkwiderstand und

induktivem Blindwiderstand. . . . . . . . . . . . . . . . 136

7.3.3 Spannungsdreieck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

7.3.4 Widerstandsdreieck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

7.3.5 Parallelschaltung aus Wirkwiderstand und

induktivem Blindwiderstand. . . . . . . . . . . . . . . . 139

7.3.6 Stromdreieck und Leitwertdreieck . . . . . . . . . . 139

7.4 Leistungen im Wechselstromkreis . . . . . . . . . . 1407.4.1 Wirkleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

7.4.2 Scheinleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

7.4.3 Blindleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

7.4.4 Leistungsdreieck bei induktiver Last . . . . . . . . . 141

7.4.5 Leistungsfaktor, Wirkfaktor und Blindfaktor . . 142

7.4.6 Verlustleistung bei realen Spulen . . . . . . . . . . . 142

7.5 Kondensator im Wechselstromkreis . . . . . . . . 1437.5.1 Kapazitiver Blindwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . 143

7.5.2 Reihenschaltung aus Wirkwiderstand und

kapazitivem Blindwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . 144

RC-Hochpass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

RC-Tiefpass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

7.5.3 Parallelschaltung aus Wirkwiderstand und

kapazitivem Blindwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . 146

7.5.4 Verlustleistung bei realen Kondensatoren . . . . 147

7.6 Schaltung aus Spule, Kondensator und Wirkwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

7.6.1 Reihenschaltung aus Wirkwiderstand,

induktivem und kapazitivem Blindwiderstand 148

7.6.2 Parallelschaltung aus Wirkwiderstand,

induktivem und kapazitivem Blindwiderstand 149

7.7 Schwingkreise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1507.7.1 Resonanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

7.7.2 Reihenschwingkreis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

7.7.3 Parallelschwingkreis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

7.8 Dreiphasenwechselstrom (Drehstrom) . . . . . . 1547.8.1 Entstehung der Dreiphasenwechsel-

spannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

7.8.2 Verkettung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

7.8.3 Sternschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156

7.8.4 Dreieckschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

7.8.5 Leiterfehler in Drehstromsystemen. . . . . . . . . . 159

7.8.6 Leistung in Drehstromsystemen . . . . . . . . . . . . 160

7.8.7 Leistungsmessung in Drehstromsystemen . . . 161

7.9 Kompensation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1627.9.1 Kompensationsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

7.9.2 Bemessung von Kompensations-

kondensatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

7.9.3 Tonfrequenzsperrkreise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

7.9.4 Kompensation bei nichtsinusförmigen

Strömen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

Wiederholungsseite zu Kapitel 7 . . . . . . . . . . . . 166

InhaltsverzeichnisIn

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7

9.6 Optoelektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2179.6.1 Optoelektronische Sender . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

Leuchtdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

Laserdioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

9.6.2 Optoelektronische Empfänger (Detektoren). . . 219

Fotodioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

Fotowiderstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

Fotoelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

Solarzellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

Fototransistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

Schaltungsbeispiele optoelektronischer

Empfänger mit Fototransistoren . . . . . . . . . . . . 220

9.6.3 Flüssigkristallanzeigen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

9.6.4 Optokoppler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

9.7 Operationsverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2229.7.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222

9.7.2 Analoge Schaltungen mit Operationsverstärkern 224

9.7.3 Digitale Schaltungen mit Operationsverstärkern 226

9.8 Digitaltechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2289.8.1 Signalarten der Digital- und Steuerungstechnik 228

9.8.2 Grundverknüpfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

9.8.2.1 UND-Verknüpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

9.8.2.2 ODER-Verknüpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

9.8.2.3 NICHT-Verknüpfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229

9.8.3 Grundverknüpfungen mit Ausgangs- oder

Eingangsnegation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230

9.8.3.1 Verknüpfungen mit Ausgangsnegation . . . . . . 230

9.8.3.2 Verknüpfungen mit Eingangsnegation . . . . . . 230

9.8.3.3 Eingangsbeschaltung log. Verknüpfungen . . . 231

9.8.3.4 Anwendung der Grundverknüpfungen . . . . . . 231

9.8.4 Schaltkreisfamilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232

9.8.4.1 TTL-Schaltkreisfamilie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232

9.8.4.2 CMOS-Schaltkreisfamilie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232

9.8.5 Schaltalgebra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

9.8.6 Antivalenz- und Äquivalenz-Verknüpfung . . . . 234

9.8.7 Kippglieder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

9.8.7.1 Zustandsgesteuerte und taktgesteuerte

Kippglieder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

9.8.7.2 Zweiflankengesteuertes JK-Kippglied . . . . . . . 236

9.8.7.3 Schaltungen mit Kippgliedern . . . . . . . . . . . . . . 237

Duales Zahlensystem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

Zählerschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

Schieberegister . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

9.8.8 Analog-Digital-Umsetzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240

9.8.9 Digital-Analog-Umsetzer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

9.9 Leistungselektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2439.9.1 Bauelemente der Leistungselektronik . . . . . . . . 243

9.9.1.1 Thyristor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

9.9.1.2 GTO-Thyristor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246

9.9.1.3 Triac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246

9.9.1.4 Diac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247

9.9.1.5 IGBT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

9.9.2 Begriffe der Leistungselektronik. . . . . . . . . . . . . 249

9.9.3 Gleichrichterschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

9.9.3.1 Ungesteuerte Gleichrichterschaltungen . . . . . 250

Gleichrichterschaltungen für Wechselstrom . . 250

Einpuls-Einwegschaltung E1U . . . . . . . . . . . . . . 250

Zweipuls-Brückenschaltung B2U. . . . . . . . . . . . 251

Ungesteuerte Gleichrichterschaltungen für

Drehstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

Dreipuls-Mittelpunktschaltung M3U . . . . . . . . . 252

Sechspuls-Brückenschaltung B6U . . . . . . . . . . 252

Welligkeit bei Gleichrichterschaltungen . . . . . . 253

Transformatorbauleistung bei

Gleichrichterschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

Glätten pulsierender Gleichspannungen . . . . . 254

9.9.3.2 Gesteuerte Gleichrichterschaltungen . . . . . . . . 255

Vollgesteuerte Einpuls-Einwegschaltung E1C 255

Einfluss verschiedener Lastarten auf

gesteuerte Gleichrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255

Vollgesteuerte Zweipuls- Brückenschaltung B2C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Ansteuerung von Thyristoren (Ventilen). . . . . . 256 Steuerkennlinie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Vollgesteuerte Drehstromgleichrichter . . . . . . 2579.9.4 Wechselrichterbetrieb von netzgeführten Stromrichtern . . . . . . . . . . . . . . . 2589.9.5 Wechselstrom-Umrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2599.9.5.1 Wechselwegschaltung W1C . . . . . . . . . . . . . . . . 259 Phasenanschnittsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 Phasenabschnittsteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 Nachteile der Phasenanschnittsteuerung . . . . 2609.9.5.2 Vielperiodensteuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2609.9.6 Gleichstrom-Umrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2619.9.6.1 Durchfluss- und Sperrwandler . . . . . . . . . . . . . 2629.9.6.2 Ansteuerungsarten für Gleichstromsteller . . . 2629.9.7 Wechselrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2639.9.8 Netzgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2649.9.8.1 Geregelte Netzgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2649.9.8.2 Spannungsregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2659.9.8.3 Schaltnetzgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2659.9.9 Betriebsarten elektrischer Antriebe . . . . . . . . . . 2669.9.10 Gleichstromantriebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2679.9.10.1 Gleichstrommotor am Thyristor- Stromrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2679.9.10.2 Gleichstrommotor an Sechspuls- Brückenschaltung B6C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2689.9.10.3 Gleichstrommotor im Vierquadranten-Betrieb (4-Q-Betrieb) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2689.9.10.4 Drehzahlsteuerung mit Transistor- Gleichstromsteller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2699.9.11 Frequenzumrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2709.9.11.1 Drehstrom-Asynchronmotor am Frequenzumrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2719.9.11.2 Auswahl eines Drehstromantriebes mit

Frequenzumrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 Praxistipp: Installation und Inbetriebnahme

eines Frequenzumrichters . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 Wiederholungsseite zu Kapitel 9 . . . . . . . . . . . . 274

10 Elektrische Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

10.1 Energieerzeugung und Energieübertragung . . 27510.1.1 Kraftwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27510.1.1.1 Wärmekraftwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27610.1.1.2 Umweltschutz in Wärmekraftwerken . . . . . . . . 27710.1.1.3 Blockheizkraftwerke (BHKW). . . . . . . . . . . . . . . . 27810.1.1.4 Wasserkraftwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27910.1.1.5 Erneuerbare Energien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 Fotovoltaikanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 Betriebsarten von Fotovoltaikanlagen . . . . . . . 280 Praxistipp: Auslegung und Dimensionierung

einer Fotovoltaikanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 Windenergieanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 Deponie- und Biogasanlagen . . . . . . . . . . . . . . 28410.1.1.6 Energiemanagement in intelligenten Netzen

(smart grid) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28510.1.2 Umspannwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28610.1.2.1 Spannungsebenen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28610.1.2.2 Umspannanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28610.1.2.3 Hochspannungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28710.1.3 Übertragungs- und Verteilnetze . . . . . . . . . . . . 28910.1.3.1 Höchst-, Hoch-, Mittel- und Nieder- spannungsnetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28910.1.3.2 Netzformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29010.1.4 Niederspannungsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . 29110.1.4.1 Netzaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29110.1.4.2 Hausanschluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29210.1.4.3 Erdungsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29410.1.4.4 Schutzpotenzialausgleich über die Haupt- erdungsschiene. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29510.1.4.5 Hauptstromversorgungssysteme . . . . . . . . . . . 296 Praxistipp: Zählerschrank mit Stromkreis- und Multimediaverteiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 Praxistipp: Ausstattung elektrischer Anlagen in Wohngebäuden . . . . . . . . . . . . . . . . 300

Inhaltsverzeichnis

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8 InhaltsverzeichnisIn

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is 10.1.5 Elektromagnetische Verträglichkeit und TN-System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30110.2 Isolierte Leitungen, Kabel und Freileitungen. . 30410.2.1 Isolierte Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 Praxistipp: Farbkennzeichnung von Leitern . . 30710.2.2 Kabel für Mittelspannungs- und Niederspannungsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . 30810.2.3 Freileitungen für Hoch- und Mittelspannungsanlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30810.2.4 Datenleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 Praxistipp: Verlegen von Leitungen . . . . . . . . . 31010.3 Schutz elektrischer Leitungen und Verbraucher 31110.4 Schutzschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31410.4.1 Thermischer Auslöser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31410.4.2 Elektromagnetischer Auslöser . . . . . . . . . . . . . . 31410.4.3 Leitungsschutzschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31510.4.4 Selektiver Hauptleitungsschutzschalter . . . . . . 31510.4.5 Leistungsschalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31610.4.6 Motorschutzeinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 31610.5 Bemessung von fest verlegten Kabeln und

Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31910.5.1 Spannungsfall an Leitungen. . . . . . . . . . . . . . . . 32010.5.2 Anordnung von Überstrom-Schutzeinrichtungen 321 Praxistipp: Beispiel einer Leitungsberechnung 32210.6 Räume und Anlagen besonderer Art . . . . . . . . 32310.6.1 Elektroinstallation in Räumen mit Badewanne

oder Dusche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32310.6.2 Sauna-Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32510.6.3 Baustellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32510.6.4 Landwirtschaftliche und gartenbauliche Betriebsstätten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32610.6.5 Feuergefährdete Betriebsstätten . . . . . . . . . . . . 32710.6.6 Explosionsgefährdete Bereiche . . . . . . . . . . . . . 32910.6.7 Medizinisch genutzte Bereiche . . . . . . . . . . . . . 33010.6.8 Übersicht der Raumarten und Betriebsstätten 33110.7 Brandbekämpfung in elektrischen Anlagen. . . 33210.7.1 Verhalten beim Brand in elektrischen Anlagen 33210.7.2 Löschmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332 Wiederholungsseite zu Kapitel 10 . . . . . . . . . . . 333

11 Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . 334

11.1 Gefahren im Umgang mit dem elektrischen Strom. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334

11.1.1 Wirkungen des elektrischen Stroms im menschlichen Körper. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334

11.1.2 Direktes und indirektes Berühren. . . . . . . . . . . . 33611.1.3 Fachbegriffe Schutzmaßnahmen. . . . . . . . . . . . 33611.2 Sicherheitsbestimmungen für

Niederspannungsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . 33711.2.1 Schutzklassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33711.2.2 IP-Schutzarten (nach DIN VDE 0470) . . . . . . . . 33811.2.3 Maßnahmen bei Arbeiten an

elektrischen Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33911.2.4 Fehlerarten in elektrischen Anlagen . . . . . . . . . 34011.2.5 Spannungen im Fehlerfall . . . . . . . . . . . . . . . . . 34011.3 Netzsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34111.4 Schutz gegen elektrischen Schlag . . . . . . . . . . 34211.5 Automatische Abschaltung

der Stromversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34311.5.1 Anforderungen an den Basisschutz (Schutz gegen direktes Berühren) . . . . . . . . . . . 34311.5.2 Anforderungen an den Fehlerschutz (Schutz bei indirektem Berühren) . . . . . . . . . . . 34411.5.3 Schutz im TN-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34511.5.4 Schutz im TT-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34611.5.5 Schutz im IT-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34711.6 Doppelte oder verstärkte Isolierung . . . . . . . . . 34811.7 Schutztrennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34811.8 Schutz durch Kleinspannung

mittels SELV oder PELV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34911.9 Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen . . . . . . . . . . 35011.9.1 Aufbau und Funktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35011.9.2 Anwendungen von RCDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35111.9.3 Kennwerte von RCDs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35211.9.4 Auswahl und Einsatz von RCDs . . . . . . . . . . . . . 352

11.9.5 RCD als Brandschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354

11.10 Differenzstrom-Überwachungseinrichtung . . 35411.11 Schutzvorkehrungen für Anlagen, die nur

durch Elektrofachkräfte betrieben und überwacht werden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355

11.12 Prüfen der Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . 35611.12.1 Erstprüfungen von ortsfesten elektrischen

Anlagen und Betriebsmitteln nach

DIN VDE 0100, Teil 600 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357

11.12.2 Prüfen der Schutzleiter und

Schutzpotenzialausgleichsleiter . . . . . . . . . . . . 359

11.12.3 Messen der Isolationswiderstände in

elektrischen Anlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359

11.12.4 Prüfen der Schutzmaßnahmen SELV,

PELV und Schutztrennung . . . . . . . . . . . . . . . . . 360

11.12.5 Messen des Isolationswiderstandes

von Fußböden und Wänden . . . . . . . . . . . . . . . 360

11.12.6 Prüfen der Schutzmaßnahme: Automatische

Abschaltung der Stromversorgung im TN-,

TT- und IT-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361

11.12.6.1 Prüfen im TN-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361

Messen der Schleifenimpedanz . . . . . . . . . . . . 361

11.12.6.2 Prüfen im TT-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362

Messen des Erdungswiderstandes . . . . . . . . . . 362

11.12.6.3 Prüfen im IT-System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363

11.12.6.4 Prüfen der Fehlerstrom-Schutz-

einrichtung (RCD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363

11.12.6.5 Prüfen der Drehfeldrichtung . . . . . . . . . . . . . . . 363

11.12.7 Wiederkehrende Prüfungen von elektrischen

Anlagen und ortsfesten Betriebsmitteln nach

DIN VDE 0105 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364

11.12.8 E-Check als Gütesiegel für die Elektroanlage . 365

Praxistipp: Prüfung elektrischer Anlagen . . . . . 366

Praxistipp: Beispiel Fehlerstrom-Schutz-

einrichtung (RCD) hat ausgelöst. . . . . . . . . . . . . 368

11.13 Schutz gegen elektrostatische Aufladung . . . . 369 Wiederholungsseite zu Kapitel 11 . . . . . . . . . . . 370

12 Gebäudetechnische Anlagen . . . . . . . . . 371

12.1 Beleuchtungsanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37112.1.1 Farbspektrum und Farbwiedergabe . . . . . . . . . 372

12.1.2 Lichttechnische Größen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373

12.1.3 Kriterien für eine gute Beleuchtung. . . . . . . . . . 375

12.1.4 Energieeffizienzanforderungen . . . . . . . . . . . . . 376

12.1.5 Lampenübersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .377

12.1.6 Halogenlampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378

12.1.7 Leuchtstofflampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380

12.1.8 Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen. . . . . . . 381

12.1.9 Hochdruckentladungslampen . . . . . . . . . . . . . . 382

12.1.10 Natriumdampf-Niederdrucklampen . . . . . . . . . 382

12.1.11 LED-Lampen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382

Praxistipp: Halogen-Beleuchtung wird durch

LED-Beleuchtung ersetzt . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383

Praxistipp: Beispiel zur Ermittlung

der Lampenzahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384

12.1.12 Lichtberechnungssoftware . . . . . . . . . . . . . . . . . 385

12.1.13 Lichtstärkeverteilung von Leuchten. . . . . . . . . . 385

12.1.14 Lichtmanagementsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . 386

12.2 Elektrogeräte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38712.2.1 Allgemeines über Elektrogeräte . . . . . . . . . . . . 387

12.2.2 Elektrische Warmwasserbereiter . . . . . . . . . . . 388

12.2.3 Elektrische Raumheizung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390

12.2.4 Elektrische Geräte zur Nahrungsvorratshaltung

und -zubereitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394

12.2.5 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)

elektrischer Geräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398

12.2.6 Prüfen von Elektrogeräten nach

Instandsetzung und Änderung. . . . . . . . . . . . . . 400

12.2.7 Wiederholungsprüfungen an

elektrischen Geräten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402

9Inhaltsverzeichnis

Inh

alts

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eich

nis12.3 Antennen- und Verteilanlagen. . . . . . . . . . . . . . 403

12.3.1 Wirkungsweise der Antennen . . . . . . . . . . . . . . 40312.3.2 Empfangsantennen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40412.3.3 Verstärkungsmaß, Dämpfungsmaß und Pegel 40612.3.4 Aufbau von Antennenanlagen . . . . . . . . . . . . . . 40712.3.5 Satelliten-Fernsehempfangsanlagen . . . . . . . . 408 Praxistipp: Baugruppen zum

digitalen Sat-Empfang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41112.3.6 DVB-T-Fernsehempfangsanlagen . . . . . . . . . . . 41212.3.7 Breitband-Kommunikationsanlagen . . . . . . . . . 41212.3.8 Berechnung einer Empfangsantennenanlage 41312.3.9 Errichten von Empfangsantennenanlagen . . . 414 Praxistipp: Multimediaverkabelung

im Wohnbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41612.4 Telekommunikation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41712.4.1 Datenübertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41712.4.2 Analoges Telekommunikationssystem. . . . . . . 41712.4.3 Digitales Kommunikationssystem . . . . . . . . . . . 41812.5 Gebäudeautomation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42212.5.1 Gebäudeleittechnik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42212.5.2 Gebäudesystemtechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 Praxistipp: KNX-Projekt programmieren . . . . . 42712.5.3 Gebäudeautomation mit Visualisierung . . . . . 429 Praxistipp: Das vernetzte Haus . . . . . . . . . . . . . . 43012.6 Gefahrenmeldeanlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43212.6.1 Einbruchmeldeanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43212.6.2 Brandmeldeanlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436 Praxistipp: Beispiel einer Einbruchmeldeanlage 438 Praxistipp: Installation von Rauchmeldern . . . . 43912.7 Blitzschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44012.7.1 Entstehung der Gewitterzelle . . . . . . . . . . . . . . . 44012.7.2 Wirkungen des Blitzstromes . . . . . . . . . . . . . . . 44012.7.3 Blitzschutzsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44112.7.3.1 Äußerer Blitzschutz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44212.7.3.2 Innerer Blitzschutz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44512.7.3.3 Trennungsabstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446 Wiederholungsseite zu Kapitel 12 . . . . . . . . . . . 448

13 Elektrische Maschinen . . . . . . . . . . . . . . . 449

13.1 Transformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45013.1.1 Einphasentransformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . 45013.1.1.1 Aufbau und Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . 45013.1.1.2 Leerlaufspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45013.1.1.3 Übersetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45113.1.1.4 Betriebsverhalten im Leerlauf . . . . . . . . . . . . . . 45213.1.1.5 Betriebsverhalten bei Belastung . . . . . . . . . . . . 45213.1.1.6 Betriebsverhalten bei Kurzschluss. . . . . . . . . . . 45313.1.1.7 Kurzschlussstrom und Einschaltstrom . . . . . . . 45413.1.1.8 Wirkungsgrad von Transformatoren . . . . . . . . 45513.1.2 Kleintransformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45613.1.2.1 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45613.1.2.2 Arten von Kleintransformatoren . . . . . . . . . . . . 45713.1.2.3 Prüfspannungen bei Kleintransformatoren . . . 45813.1.3 Sondertransformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45913.1.3.1 Spartransformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45913.1.3.2 Streufeldtransformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46013.1.4 Messwandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46013.1.4.1 Spannungswandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46013.1.4.2 Stromwandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46113.1.5 Drehstromtransformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . 46213.1.5.1 Aufbau und Prinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46213.1.5.2 Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46313.1.5.3 Unsymmetrische Belastung . . . . . . . . . . . . . . . . 46513.1.5.4 Gebräuchliche Schaltgruppen . . . . . . . . . . . . . . 46613.1.6 Parallelschalten von Transformatoren . . . . . . . 46713.2 Rotierende elektrische Maschinen . . . . . . . . . . 46813.2.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46813.2.1.1 Leistung und Drehmoment . . . . . . . . . . . . . . . . 46813.2.1.2 Aufbau umlaufender Maschinen . . . . . . . . . . . 46913.2.1.3 Leistungsschild . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46913.2.1.4 Drehsinn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46913.2.1.5 Betriebsarten elektrischer Maschinen . . . . . . . . 47013.2.1.6 Kühlung elektrischer Maschinen . . . . . . . . . . . . 47113.2.1.7 Bauformen und Baugrößen von drehenden elektrischen Maschinen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472

13.2.1.8 Elektrische Isolierung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47213.2.2 Drehstromasynchronmotoren . . . . . . . . . . . . . . 47313.2.2.1 Entstehung des Drehfeldes. . . . . . . . . . . . . . . . . 47313.2.2.2 Kurzschlussläufermotor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47413.2.2.3 Anlassen von Kurzschlussläufermotoren . . . . . 47713.2.2.4 Schleifringläufermotor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479 Praxistipp: Anschließen eines

Drehstrommotors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480 Kleine Formelübersicht zum Drehstrom-

asynchronmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481 Praxistipp: Auswahl eines Elektromotors . . . . 48213.2.2.5 Polumschaltbare Motoren . . . . . . . . . . . . . . . . . 48413.2.2.6 Bremsbetrieb von Drehstromasynchron-

motoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48513.2.2.7 Drehstrommotor an Wechselspannung

(Steinmetzschaltung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48613.2.2.8 Wechselstrom-Asynchronmotor . . . . . . . . . . . . 48713.2.2.9 Spaltpolmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48813.2.2.10 Drehstromlinearmotoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48913.2.3 Synchronmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49013.2.4 Schrittmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49113.2.5 Synchrongenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49413.2.6 Stromwendermaschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49613.2.6.1 Wirkungsweise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49613.2.6.2 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49713.2.6.3 Ankerquerfeld und Ankerrückwirkung . . . . . . . 49813.2.6.4 Anschlussbezeichnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49913.2.6.5 Arten von Gleichstrommotoren . . . . . . . . . . . . 50013.2.6.6 Anlassen von Gleichstrommotoren . . . . . . . . . 50213.2.6.7 Drehzahlsteuerung von Gleichstrommotoren 50313.2.6.8 Universalmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50413.2.7 Servomotoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50513.2.7.1 Gleichstromservomotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50613.2.7.2 Drehstromservomotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50613.2.8 Wartung und Prüfung elektrischer Maschinen 509 Wiederholungsseite zu Kapitel 13 . . . . . . . . . . . 510

14 Informationstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . 511

14.1 Bereiche der Informationstechnik . . . . . . . . . . 51114.2 Computer, Programme und Peripherie . . . . . . 51214.2.1 Bestandteile und Funktionsweise eines

Computers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51214.2.2 Hardware, Software und Firmware . . . . . . . . . 51314.2.3 Computersystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51314.3 Mikrocomputer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51414.4 Personal Computer (PC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51514.4.1 Komponenten eines PC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51514.4.2 Mikroprozessor (CPU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51614.4.3 Halbleiterspeicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51714.4.4 Buskommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51814.4.5 Eingabe- und Ausgabe-Einheit . . . . . . . . . . . . . 51814.5 Geräte für Eingabe, Ausgabe und

Speicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51914.5.1 Geräte zur Eingabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51914.5.2 Geräte zur Ausgabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51914.5.2.1 Drucker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51914.5.2.2 Farbmonitore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52014.5.3 Periphere Geräte zur Datenspeicherung . . . . . 521 Praxistipp: Servicearbeiten am PC . . . . . . . . . . 52214.6 Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52314.6.1 Systemprogramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52314.6.2 Anwendungsprogramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52414.6.3 Softwareentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52514.7 Vernetzung von Computern . . . . . . . . . . . . . . . 52614.7.1 Dienste in Computernetzwerken . . . . . . . . . . . . 52614.7.2 Netzwerktopologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52614.7.3 Bestandteile eines lokalen Netzwerkes (LAN) in Sterntopologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52714.7.4 Netzwerkprotokoll . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52814.7.5 Globales Netzwerk Internet . . . . . . . . . . . . . . . . 529 Praxistipp: Verbinden von zwei PCs

über ein Netzwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530 Praxistipp: Herstellen einer WLAN-Verbindung

zu einem Netzwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531

10 InhaltsverzeichnisIn

hal

tsve

rzei

chn

is 14.8 Datensicherheit, Datenschutz und Urheberrechte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532

14.9 Schädliche Programme (Malware) . . . . . . . . . . 532 Wiederholungsseite zu Kapitel 14 . . . . . . . . . . . 533

15 Automatisierungstechnik . . . . . . . . . . . . 534

15.1 Steuerungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53415.1.1 Steuern. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53415.1.1.1 Fachbegriffe der Steuerungstechnik . . . . . . . . . 53415.1.1.2 Steuerungsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53515.2 Kleinsteuergeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53715.3 Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) . . 53915.3.1 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53915.3.2 Programmiersprachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54015.3.3 Arbeitsweise einer SPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54015.3.4 Bausteinstruktur in STEP 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . 54215.3.5 Programmierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54315.3.5.1 Grundverknüpfungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54315.3.5.2 Öffner und Schließer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54415.3.5.3 Speicherfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54615.3.5.4 Zeitfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54815.3.5.5 Zähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54915.3.5.6 Vergleicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55115.3.6 Ablaufsteuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55215.3.6.1 Arten von Ablaufsteuerungen . . . . . . . . . . . . . . 55215.3.6.2 Betriebsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55215.3.6.3 Ablaufkette (Struktur). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55315.3.6.4 Verzweigte Ablaufketten (Ablaufauswahl) . . . . 55415.3.6.5 Programmierung einer Ablaufkette mit SPS . . 55515.3.7 Bibliotheksfähige Bausteine . . . . . . . . . . . . . . . . 556 Praxistipp: S7-Projekt erstellen. . . . . . . . . . . . . . 55915.3.8 Maschinensicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56115.3.8.1 Sicherheitskategorien (Performance Level) . . . 56115.3.8.2 Sicherheitsbezogene Teile . . . . . . . . . . . . . . . . . 56115.3.8.3 Handlungen im Notfall

(NOT-HALT, NOT-AUS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56215.3.9 Bussysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56315.3.9.1 Feldbusse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56315.4 Prozessvisualisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56715.5 Regelungstechnik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56915.5.1 Aufgaben und Begriffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56915.5.2 Regelstrecken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57015.5.2.1 Statisches Verhalten von Regelstrecken. . . . . . 57015.5.2.2 Dynamisches Verhalten von Regelstrecken . . . 57115.5.3 Regler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57415.5.3.1 Unstetige Regler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57415.5.3.2 Stetige Regler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57615.5.4 Regelkreis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58015.5.4.1 Schwingungsverhalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58015.5.4.2 Reglerauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58015.5.4.3 Reglereinstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58115.5.5 Universalregler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582 Praxistipp: Entwurf einer Regelung . . . . . . . . . . 583 Wiederholungsseite zu Kapitel 15 . . . . . . . . . . . 584

16 Werkstoffe, Fertigungsverfahren, Umweltschutz und Energieeinsparung 585

16.1 Werkstoffe der Elektrotechnik . . . . . . . . . . . . . . 58516.1.1 Leiter- und Kontaktwerkstoffe. . . . . . . . . . . . . . . 58616.1.1.1 Leiterwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58616.1.1.2 Kontaktwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58716.1.2 Isolierstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58816.1.2.1 Elektrische Eigenschaften von Isolierstoffen . . 58816.1.2.2 Anorganische und organische Isolierstoffe . . . 58916.1.2.3 Flüssige und gasförmige Isolierstoffe . . . . . . . . 59016.2 Fertigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59116.2.1 Verbindungen (Fügen). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59116.2.1.1 Lösbare Verbindungen in der Elektrotechnik . . 59116.2.1.2 Unlösbare Verbindungen in der

Elektrotechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59116.2.2 Gedruckte Schaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59416.2.3 SMD-Technik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596

16.3 Umweltschutz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59716.3.1 Umweltschutzverordnungen im Bereich

der Elektrotechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59716.3.2 Umweltschutz im Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59816.3.3 Wiederverwertung und Entsorgung

von Abfallstoffen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59916.4 Energieeinsparung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60116.4.1 Rationeller Umgang mit Energie . . . . . . . . . . . . 60116.4.2 Stand-by-Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60316.4.3 Tipps zum Energiesparen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604 Wiederholungsseite zu Kapitel 16 . . . . . . . . . . . 605

17 Beruf und Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606

17.1 Berufliche Handlungskompetenz . . . . . . . . . . . 606 Praxistipp: Benehmen und Stil im Beruf –

Business-Etikette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60717.1.1 Teamarbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60917.1.2 Arbeitsmethoden und Zeitplanung . . . . . . . . . . 61017.1.3 Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61117.1.4 Kreativitätstechniken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61217.1.5 Informationsbeschaffung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61317.2 Präsentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61417.2.1 Aufgaben einer Präsentation und Vorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61417.2.2 Visualisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61517.2.3 Vortragen einer Präsentation . . . . . . . . . . . . . . . 61617.3 Projektmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61717.3.1 Aufgaben von Projekten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61717.3.2 Projektphasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61817.4 Kundenauftrag und Kundenservice . . . . . . . . . 61917.4.1 Kundenerwartungen und Umgang mit dem Kunden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61917.4.2 Phasen eines Kundenauftrags . . . . . . . . . . . . . . 62017.4.3 Kundenservice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62217.5 Kalkulation und Angebot . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62317.5.1 Kalkulation im Industriebetrieb . . . . . . . . . . . . . 62417.5.2 Kalkulation von Dienstleistungen . . . . . . . . . . . 62517.5.3 Kalkulation im Handwerksbetrieb . . . . . . . . . . . 62617.5.4 Rechnungsstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62717.6 Qualitätsmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62817.6.1 Ziele des Qualitätsmanagements . . . . . . . . . . . 62817.6.2 DIN EN ISO 9000:2008-Normreihe . . . . . . . . . . 62817.6.3 TQM-Methode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62917.6.4 Qualitätswerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 630 Praxistipp: Existenzgründung. . . . . . . . . . . . . . . 631 Wiederholungsseite zu Kapitel 17 . . . . . . . . . . . 632 Wiederholungsseiten (Rechenergebnisse). . . . 633

Infoteil

Schaltzeichen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 634Wichtige elektrotechnische Symbole. . . . . . . . . . . . . . . . . . 640Wichtige Prüfzeichen, Symbole und Logos . . . . . . . . . . . . 641Kennzeichnung von Widerständen und Kondensatoren . 642Auslösekennlinien von Überstrom-Schutzeinrichtungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643Verlegearten von Kabeln und isolierten Leitungen, Mindestquerschnitte elektrischer Leiter. . . . . . . . . . . . . . . . 644Strombelastbarkeit, Umrechnungsfaktoren von Kabeln und isolierten Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645Betriebsdaten von Drehstrom-Käfigläufermotoren . . . . . 646Kennlinien von Dioden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647Kennlinien eines NPN-Transistors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648Kennlinien Thyristor, Triac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649Wichtige Abkürzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 650Fachbegriffe Englisch – Deutsch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652Firmenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655Sachwortverzeichnis Deutsch – Englisch . . . . . . . . . . . . . . 656

Vordere Innenumschlagseite: Wichtige Formelzeichen, Größen und EinheitenHintere Innenumschlagseite: Arbeitssicherheit und Unfallverhütung

11Lernfelder

Lern

feld

hin

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Vorbemerkungen zu den LernfeldernDas duale System unterscheidet die Lernorte Betrieb

und Berufsschule. Die Ausbildung im Betrieb wird

durch die Ausbildungsordnung des Bundes geregelt.

Für die Berufsschulen gelten die Lehrpläne des jeweili-

gen Bundeslandes. Diese Lehrpläne bauen auf dem

Rahmenlehrplan1 des Bundes auf. Rahmenlehrpläne

für den berufsbezogenen Unterricht werden für die ge-

samte Ausbildungszeit erstellt. Sie geben eine inhalt-

liche und zeitliche Struktur vor, machen jedoch keine

Angaben zu möglichen Unterrichtsfächern, Unter-

richtsformen und Stundentafeln. Diese organisatori-

schen Maßnahmen werden durch das jeweilige Bun-

desland getroffen.

Der technische, arbeitsorganisatorische und soziale

Wandel stellt neue Anforderungen an Schule und

Ausbildung. Deshalb wurden Lernfelder geschaffen.

Lernfelder für das erste Ausbildungsjahr im Berufsfeld ElektrotechnikDie folgende Seitenauswahl zu den Lernfeldern aus dem Rahmenlehrplan dient als Anregung. Lernfelder

können eventuell je nach Bundesland variieren.

Lernfeld 1: Elektrotechnische Systeme analysieren und Funktionen prüfen Seite

• Betriebliche Strukturen, Arbeitsorganisation, Teamarbeit..................................................................................... 606, 609

• Informationsbeschaffung ................................................................................................................................................... 613

• Schaltpläne, Schaltzeichen .................................................................................................................................. 25, 101, 634

• Elektrotechnische Grundgrößen ...................................................................................................................... 21, 28, 31, 42

• Gefahren des elektrischen Stromes .................................................................................................................................. 334

• Arbeitsschutz, Unfallschutz, Sicherheitsregeln ........................................................................................................ 15, 339

• Messverfahren, Oszilloskop ...................................................................................................................................... 167, 179

• Elektronische Bauelemente ............................................................................................................................... 192, 642, 647

Lernfeld 2: Elektrische Installationen planen und ausführen• Auftragsplanung ................................................................................................................................................................. 619

• Installationsschaltungen ................................................................................................................................................... 104

• Hausrufanlagen, Haussprechanlagen .............................................................................................................................. 109

• Auswahl von Kabeln, Leitungen und Überstrom-Schutzeinrichtungen ...................................... 304, 309, 319, 322, 644

• Leitungsdimensionierung .................................................................................................................................. 319, 322, 644

• Sicherheitsbestimmungen und -regeln, Sicherheitszeichen ......................................... 15, hintere Innenumschlagseite

• Umweltschutz, Energieeinsparung ........................................................................................................................... 597, 601

• Angebotserstellung, Kostenberechnung, Rechnungserstellung .......................................................................... 623, 627

Lernfeld 3: Steuerungen analysieren und anpassen• Fachbegriffe, EVA-Prinzip, Steuerungsarten ............................................................................................................ 534, 535

• Sensoren ............................................................................................................................................................................. 184

• Digitaltechnik, logische Grundverknüpfungen ................................................................................................................ 228

• Speicherfunktion, Kippschaltungen ................................................................................................................................. 236

• Relais und Schütze .............................................................................................................................................................. 111

• Englische Fachbegriffe ................................................................................................................. 652, Sachwortverzeichnis

Lernfeld 4: Informationstechnische Systeme bereitstellen• Pflichtenheft, Lastenheft .................................................................................................................................................... 617

• Hardware .............................................................................................................................................................................. 513

• Betriebssysteme .................................................................................................................................................................. 523

• Softwarekomponenten, Anwendungen, Internet ........................................................................................... 523, 524, 529

• Netzwerke ............................................................................................................................................................................ 526

• Präsentationstechniken ..................................................................................................................................................... 614

• Datensicherung, Datenschutz ............................................................................................................................................ 532

1 Rahmenlehrpläne können über die Homepage www.kmk.org der Kultusministerkonferenz eingesehen werden.

iRahmenlehrpläne beinhalten:

• Vorbemerkungen,

• Bildungsauftrag der

Berufsschule,

• didaktische Grundsätze,

• berufsbezogene Anmerkungen und

• Lernfeldinhalte.

Lernfelder beinhalten:

• Zielformulierung,

• Lerninhalte und

• Zeitrichtwerte.

Lernfelder erfordern:

• Projektarbeit (Seite 13) und

• selbstgesteuertes Lernen.

12 Lernfelder FachstufeLe

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• Elektroenergieversorgung und Sicherheit von Betriebsmitteln gewährleisten

• Elektroenergieversorgung für Geräte und Systeme realisierenund deren Sicherheit gewährleisten

* Elektroniker für AT: Automatisierungstechnik, EG: Energie- und Gebäudetechnik, BT: Betriebstechnik, GI: Gebäude- und Infrastruktursysteme, MA: Maschinen- und Antriebstechnik, GS: Geräte und Systeme sowie Systemelektroniker (Handwerk)

• Anlagen analysieren und deren Sicherheit prüfen• Geräte und Baugruppen in Anlagen analysieren und prüfen• Gebäudetechnische Anlagen inspizieren und prüfen• Elektrische Maschinen herstellen und prüfen• Elektronische Baugruppen von Geräten konzipieren, herstellen

und prüfen

• Steuerungen für Anlagen programmieren und realisieren• Gebäudetechnische Anlagen kundengerecht realisieren• Betriebsverhalten elektrischer Maschinen analysieren• Baugruppen hard- und softwaremäßig konfigurieren

• Antriebssysteme auswählen und integrieren• Gebäudetechnische Systeme nach betriebswirtschaftlichen

Aspekten erweitern• Elektrische Maschinen und mechanische Komponenten

integrieren• Geräte herstellen und prüfen

• Steuerungs- und Kommunikationssysteme integrieren• Kommunikationssysteme in Wohn- und Zweckbauten planen

und realisieren• Gebäudetechnische Anlagen ausführen und in Betrieb nehmen• Systeme integrieren und Fremdleistungen vergeben• Elektrische Maschinen in Stand setzen• Geräte und Systeme warten, inspizieren und in Stand halten

• Automatisierungssysteme in Betrieb nehmen und übergeben• Elektrische Anlagen der Haustechnik in Betrieb nehmen und

in Stand halten• Energietechnische Anlagen errichten und in Stand halten• Gebäude- und Infrastruktursysteme nach Kundenwunsch

betreiben• Steuerungen und Regelungen für elektrische Maschinen

auswählen und anpassen• Fertigungsanlagen einrichten

• Automatisierungssysteme in Stand halten und optimieren• Energietechnische Anlagen errichten, in Betrieb nehmen und in Stand setzen• Automatisierte Anlagen in Betrieb nehmen und in Stand halten• Gebäude- und Infrastruktursysteme in Stand halten und Reparaturaufträge vergeben• Elektrische Maschinen in technische Systeme integrieren• Prüfsysteme einrichten und anwenden

• Automatisierungssysteme planen• Energie- und gebäudetechnische Anlagen planen und realisieren• Elektrotechnische Anlagen planen und realisieren• Nutzungsänderungen an Gebäude- und Infrastruktursystemen

planen• Antriebssysteme in Stand halten• Geräte und Systeme planen und realisieren

• Automatisierungssysteme realisieren• Energie- und gebäudetechnische Anlagen in Stand halten und

ändern• Elektrotechnische Anlagen in Stand halten und ändern• Gebäude- und Infrastruktursysteme optimieren• Antriebssysteme anpassen und optimieren• Fertigungs- und Prüfsysteme in Stand halten

• Sicherheit am Arbeitsplatz . . . . . . . . . . . . . . 15• Gefahren des elektrischen Stromes . . . . . . . 334• Schutzmaßnahmen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334• Netzsysteme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341• Gebäudetechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371• Prüfen der Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . 356• Wiederholungsprüfung, E-Check . . . . 364, 365• Elektrische Maschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449• Messtechnik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167, 178• Elektronik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192• Gedruckte Schaltungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . 594

• Sensoren, Aktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184• Steuerungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534• Kleinsteuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537• Speicherprogrammierbare Steuerungen . . 539• Gebäudeautomation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422• KNX-Projekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425• Betriebsarten elektrischer Maschinen . . . . 470

• Auswahl eines Elektromotors. . . . . . . . . . . . . 482• Anlassverfahren elektrischer Maschinen. . 477• Aufbau elektrischer Maschinen . . . . . . . . . . 469• Elektrische Maschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449• Prüfen von Geräten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400• Wiederholungsprüfungen . . . . . . . . . . . 364, 402

• Leitungen und Kabel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304• Leitungsbemessung . . . . . . . . . . . . . . . . 319, 322• Gebäudetechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371• Telekommunikationsanlagen . . . . . . . . . . . . . 507• Hausruf-Anlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108• Gebäudeleittechnik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422• Antennenanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403• Gefahrenmeldeanlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . 432• Wartung und Prüfung elektr. Maschinen . . 509

• Elektrische Anlagentechnik . . . . . . . . . . . . . . 275• Netzsysteme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289, 341• Leistungselektronik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243• Transformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450• Automatisierungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . 534• Elektrogeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387• Licht- und Beleuchtungstechnik . . . . . . . . . . 371• Fotovoltaikanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280• Regelungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569• Blitzschutz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440

• Elektrische Anlagentechnik . . . . . . . . . . . . . . 275• Netzsysteme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341• Netzformen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290• Transformatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450• Automatisierungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . 534• Kundenauftrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617• Gebäudetechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371• Elektrische Maschinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468

• Elektrische Anlagentechnik . . . . . . . . . . . . . . 275• Leitungsberechnung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322• KNX. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427• Energieeinsparung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691• Automatisierungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . 534• Feldbusse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563• Maschinensicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561• Wartung und Prüfung elektr. Maschinen . . 509

• Schutzmaßnahmen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334• Prüfen der Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . 356• Auswahl eines Elektromotors. . . . . . . . . . . . . 482• Automatisierungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . 534• Ablaufsteuerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552• Fertigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591• Räume und Anlagen besonderer Art . . . . . . 323

Lern- Berufe *

feld GS MA GI BT EG AT Lernfeldinhalt Buchseiten (Beispiele)

13

Ein neues Projekt entsteht!Um Projekte oder Aufträge professionell durchzuführen, z.B. Erstellen einer Installationsschaltung (nächste Seite), ist ein systematisches Vorgehen notwendig. Die Schritte zur Bearbeitung eines Projektes bzw. eines

Auftrages zeigt die Übersicht. Sie können auf beliebige Anwendungsfälle übertragen werden. Je nach

Auftrag sind nicht alle Projektschritte notwendig.

Arbeitsauftrag

Baupläne,Schaltpläne

1. Projekt-analyse

Räumlichkeiten

Teambildungdurch

Projektleiter

Rollen- undAufgaben-verteilung

Gruppen-arbeit

Kommunikations-regeln

Fachbuch,Kataloge,

Firmenunterlagen,PC-Programme,

Mitarbeiter,Internet

Schaltungsunterlagen,Funktionsbeschreibung,

Bedienungsanleitung

Informations-beschaffung

Planung,Dimensionierung

Angebots- undKostenrechnungen

2. Projekt-planung

Projekt

Vorschriften,Verordnungen,

Gesetze

ZeitlicherRahmen

Material-disposition

Wirtschaftlichkeit

Ausführen derProjektplanung

Dokumentation3. Projekt-

durchführung

4. Projekt-kontrolle bzw.-auswertung

SichtprüfungPrüfen der

Schutz-maßnahmen

Übergabe-protokoll

Rechnungserstellung Nachkalkulation

DokumentationPräsentation,

Übergabe5. Projekt-

dokumentation

Dokumentation,Ausführungen,Lösungswege

Eigenbewertung6. Projekt-bewertung

Pro

jekt

bea

rbei

tun

g

Funktions-prüfung

14P

roje

ktb

earb

eitu

ng

Phasen eines

Kundenauftrages:

Erstellen einer

Elektroinstallations-

schaltung

Auftrags-auswertung

Kundengesprächzur Planung

Kundendatei ergänzen

Baustelle reinigen

Auftrags-analyse

1 Kundenwünsche

TechnischeMöglichkeiten

Vorschriften

Raumbeleuchtung

Energieeinsparung

Auftragsablauf

Auftrags-durch-führung

2

3

4Ausschaltung

Serien-schaltung

Wechsel-schaltung

Stromstoß-schaltung

Treppenhaus-zeitschaltung

Schaltungs-art

Leitungs-art

Stegleitung

Aderleitung

Kunststoff-kabel

Mantelleitung

Angebotserstellung

PlanerstellungSchaltzeichen

Installations-schaltplan

Stromlaufplan

Stücklisten

Organisation

Zeitliche Festlegung

Werkzeug, Material

Verteilungsnetz-betreiber

Leitungs-, Kabel-reste entsorgen

Entsorgung

Leuchtstofflampenzum Sondermüll

Unfallverhütungs-vorschriften

DIN-VDE-Vorschriften

SicherheitsregelnVorschriftenbeachten

Arbeitssicherheit

Installation

Installationausführen

Baustellen-besprechung

Material, Werkzeugbereit stellen

Eventuell Nachkalkulation

Rechnung erstellen

Arbeitszeiten ermitteln

Fahrzeiten, Fahrtkostenermitteln

Aufmaß erstellen

Kunden-einweisung

Wartungs-arbeitenklären

Bedienungs-vorschriftenübergeben

Funktionerklären

Dokumentation

Rechtsdrehfeld

Auslösezeit FI-Schutzschalter

Erdungs-widerstand

Schleifen-impedanz

Isolations-widerstand

Schutzleiter-widerstand

Prüfen durchMessen und Erproben

Inbetrieb-nahmeFunktion i.O.

Farbkenn-zeichnungen

Schutzleiter-verbindungen

Abdeckungen

Leitungsauswahl

Schmelz-sicherung

Leitungs-schutz-schalter

Ab-sicherung

Installations-planung

Auftrags-planung

Auf Putz

Unter Putz

Im Putz

Im Rohr

Verlege-arten

Prüfen durchBesichtigen

Zuordnungvon Schutz-einrichtungen

DIN-VDE-Vorschriften

15

Elektrounfälle lassen sich meist auf technische Män-gel, z.B. fehlende Schutzabdeckungen oder fehler-

hafte Isolation, zurückführen. Auch organisatori-sche Mängel, z.B. fehlende oder ungenügende Ar-

beitsanweisungen, und persönliche Fehler, z.B.

Fehlhandlungen, führen zu Unfällen. Die persön-liche Schutzausrüstung am Arbeitsplatz ist von

großer Bedeutung als Schutz vor Verletzung und

Erkrankung. Persönliche Schutzausrüstung ist alles,

was den Körper gegen schädigende Einflüsse

schützt, z.B. Schutzkleidung oder Schutzhelm.

Die Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) (Übersicht) beinhaltet Vorschriften für die Bereit-

stellung und die Benutzung von Arbeitsmitteln.

Arbeitsschutzgesetz (ArbSchG). Dieses Gesetz

dient dazu, Sicherheit und Gesundheitsschutz der

Beschäftigten bei der Arbeit durch Maßnahmen

des Arbeitsschutzes zu sichern und zu verbessern.

Der Arbeitgeber ist verantwortlich für Sicherheit

und Gesundheitsschutz im Betrieb. Mit der Durch-

führung einer gesetzlich vorgeschriebenen Gefähr-dungsbeurteilung (Seite 19) muss er die konkreten

Gefährdungen der Arbeitsmittel und Anlagen so-

wie der Arbeitsbedingungen für die Beschäftigten

und die Umwelt erfassen und beurteilen.

Unfallverhütungsvorschriften (UVV) verpflichten

die Arbeitgeber, Maßnahmen zur Verhütung von

Arbeitsunfällen, Berufskrankheiten und arbeitsbe-

dingten Gesundheitsgefahren sowie für eine wirk-

same erste Hilfe zu treffen. Die Berufsgenossen-

schaften bezeichnen die von ihnen erlassenen UVV

als Berufsgenossenschaftliche Vorschriften für Si-cherheit und Gesundheit bei der Arbeit (BGV).

1.2 ProduktsicherheitsgesetzDas Produktsicherheitsgesetz (ProdSG) regelt die

Anforderungen an die Sicherheit von Produkten

und deren Kontrolle und Kennzeichnung (z. B. CE-

Kennzeichnung). Es gilt, wenn im Rahmen einer Ge-

schäftstätigkeit Produkte auf dem Markt bereitge-

stellt, ausgestellt oder erstmals verwendet werden.

Produkte umfassen z. B. Maschinen, Heimwerker-

und Haushaltsgeräte, Werkzeuge, Sport- und Frei-

zeitgeräte, sämtliche Textilien, Möbel sowie Spiel-

zeug und persönliche Schutzausrüstungen.

1 Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz

Sicherheit am Arbeitsplatz

Verbotszeichen AchtenSie auf:

Durch aktive Mitarbeit bewahren Sie sich und Ihre

Kollegen vor Unfällen und gesundheitlichen Schäden.

BrandschutzzeichenRettungszeichen

Warnzeichen Gebotszeichen

Arbeiten Sie sicher und umsichtig.Nutzen Sie die passive Sicherheit.Tragen Sie persönliche Schutzausrüstung.

Beachten Sie Verbote, z.B. Alkoholverbot,Rauchverbot, Zutrittsverbot.Melden bzw. beseitigen Sie Sicherheitsmängeloder Gefahrenzustände sofort.Benutzen Sie nicht ohne Befugnis Betriebsein-richtungen, Arbeitsgeräte oder Arbeitsmittel.Halten Sie Ordnung am Arbeitsplatz.

Bild: Hinweisschild zur Sicherheit am Arbeitsplatz

Schutzvorrichtungen und erklärende Hinweis-schilder, z. B. das Hinweisschild zur Sicherheit

am Arbeitsplatz (Bild), darf man nicht entfernen.

Übersicht: Gesetze und Vorschriften (Beispiele)• DIN-VDE-Vorschriften

• Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV)

• Arbeitsschutzgesetz (ArbSchG)

• Unfallverhütungsvorschriften (UVV)

• Berufsgenossenschaftliche Vorschriften (BGV)

z. B. – BGV A1 Grundsätze der Prävention

– BGV A2 Betriebsärzte und Fachkräfte für

Arbeitssicherheit

– BGV A3 Elektrische Anlagen und Betriebs-

mittel

– BGV A4 Arbeitsmedizinische Vorsorge

• Technische Regeln für Betriebssicherheit (TRBS),

z.B. TRBS 1201 Prüfungen von Arbeitsmitteln und

überwachungsbedingten Anlagen

• Produktsicherheitsgesetz (ProdSG)

• Gefahrstoffverordnung (GefStoffV)

Begriffsdefinitionen aus dem Produktsicherheits-gesetz

• Produkte sind Waren, Stoffe und Zubereitungen, die

durch einen Fertigungsprozess hergestellt wurden.

• Ausstellen ist das Anbieten, Aufstellen oder Vorfüh-

ren von Produkten zu Zwecken der Werbung oder der

Bereitstellung auf dem Markt.

• Bereitstellung auf dem Markt ist jede entgeltliche oder

unentgeltliche Abgabe eines Produkts zum Vertrieb,

Verbrauch oder zur Verwendung auf dem Markt der

Europäischen Union (EU) im Rahmen einer Geschäfts-

tätigkeit.

i

Sicherheit am Arbeitsplatz

1.1 Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz

16

Produkte, die innerhalb der europäischen Union auf den Markt gelan-

gen, müssen den Sicherheitsanforderungen der EG-Richtlinien genü-

gen. Als Zeichen der Übereinstimmung tragen diese Produkte das

CE1-Kennzeichen (Bild a). Der Hersteller erklärt damit die Über-

einstimmung (Konformität) des Produktes mit den grundlegenden

Sicherheitsanforderungen und bringt in eigener Verantwortung die

CE-Kennzeichnung am Produkt an.

Neben dem CE-Kennzeichen können Produkte das GS-Zeichen (Bild b) für geprüfte Sicherheit erhalten. Das GS-Zeichen beruht auf dem

Produktsicherheitsgesetz. Hersteller können ihre Erzeugnisse freiwil-

lig bei Prüfstellen, die vom Bundesministerium für Arbeit und Soziales

(BMAS) benannt sind, z.B. TÜV2 und VDE3, prüfen lassen.

1.3 GefahrstoffverordnungDie Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) gilt für das Inverkehrbringen von

Stoffen, Gemischen und Erzeugnissen, weiterhin zum Schutz der Be-

schäftigten und anderer Personen vor Gefährdungen ihrer Gesundheit

und Sicherheit durch Gefahrstoffe und zum Schutz der Umwelt vor stoff-

bedingten Schädigungen. Insbesondere sind gefährliche Stoffe und

Gemische ordnungsgemäß zu verpacken und zu kennzeichnen. Durch

das global harmonisierte System (GHS4) werden chemische Stoffe welt-

weit nach identischen Kriterien eingestuft und gekennzeichnet. Das

GHS-System wurde mit der CLP5-Verordnung, Verordnung über die Ein-

stufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen in

der EU eingeführt. Am auffälligsten ist die Änderung der Kennzeich-

nungssymbole. Zur Darstellung der Gefahren werden statt der Gefah-

rensymbole, neun Gefahrenpiktogramme, rot umrandete Raute mit

schwarzem Symbol auf weißem Hintergrund (Tabelle), verwendet. Drei

a) b)geprüfteSicherheit

Bild: CE-Kennzeichen und GS-Zeichen

1 CE, Abk. für: Communauté Européenne (franz.) = Europäische Gemeinschaft 2 TÜV, Abk. für Technischer Überwachungsverein3 VDE, Abk. für Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.4 GHS, Abk. für: Globally Harmonised System (engl.) = Global Harmonisiertes System5 CLP, Abk. für Classification, Labelling and Packaging (engl.) = Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung

Mit dem Anbringen der CE-Kennzeichnung bestätigt der Hersteller,

dass das Produkt den Anforderungen der EU-Rechtsvorschriften

entspricht.

Produkte mit dem GS-Zeichen garantieren, dass die Sicherheit und

Gesundheit des Nutzers nicht gefährdet ist. Die Anbringung dieses

Zeichens ist nur nach einer Prüfung durch die GS-Prüfstellen erlaubt.

Geräte- und Produktsicherheitsgesetz, Gefahrstoffverordnung

Kennzeichnungssystem nach der CLP-(GHS-)Verordnung

• Gefahrenpiktogramm, z. B.

• Gesundheitsgefahren mit Ge-

fahrenkategorien, z. B. Akute

Toxizität, Ätz-, Reizwirkung auf

der Haut, Gase unter Druck.

• Signalworte„Achtung“ oder „Gefahr“

• Gefahrenhinweise, H-Sätze(Hazard Statements) beschrei-

ben die Art und gegebenenfalls

den Schweregrad, der von ge-

fährlichen Stoffen oder Gemi-

schen ausgehenden Gefahr

(Bild 1, Seite 17).

• Sicherheitshinweise P-Sätze (Precautionary Statements) be-

schreiben die empfohlenen

Maßnahmen, um schädliche

Wirkungen aufgrund der Exposi-

tion gegenüber einem gefährli-

chen Stoff oder Gemisch zu be-

grenzen oder zu vermeiden

(Bild 1, Seite 17).Für Stoffe ist die CLP-Verordnung ab dem

1.12.2010 verbindlich, für Gemische ab

dem 1.6.2015

i

Piktogramme sind neu hinzugekommen, die Gasflasche, das Ausrufezeichen und das Korpussymbol (Mensch

mit Stern). Zur weiteren Kennzeichnung wurden die Signalwörter „Achtung“ und „Gefahr“ eingeführt.

• Achtung: Signalwort für die weniger schwerwiegenden Gefahrenkategorien.

• Gefahr: Signalwort für die schwerwiegenden Gefahrenkategorien.

Physikalisch chemische Gefahren Gesundheitsgefahren Umweltgefahren

Alt

Neu

E FF+

O C TT+

Xi Xn N

Explosiv Entzündlich Brandfördernd UmweltschädlichÄtzend,Reizend

Giftig Reizend Gesundheits-schädlich

KMR-Stoffe

Korrosiv wirkende StoffeKomprimierte Gase

Tabelle: Gefahrenkennzeichnung

17Sicherheitszeichen

1.4 SicherheitszeichenIm technischen Regelwerk der Arbeitsstättenverord-

nung (ASR) beschreibt die ASR A1.3 die Anforderun-

gen für die Sicherheits- und Gefahrenschutzkenn-

zeichnung in Arbeitsstätten. Sicherheitszeichen (Hintere Umschlaginnenseite, Tabelle) dienen zur

Sicherheits- und Gesundheitsschutzkennzeichnung.

Sie warnen vor Gefahren, leiten in gefährlichen Si-

tuationen und geben Handlungsanweisungen. Dazu

gehört ebenso das Aufzeigen von Verboten. Jede

Kennzeichnung soll schnell und unmissverständlich

die Aufmerksamkeit auf Gegenstände und Sachver-

halte lenken, die Gefahren verursachen können.

Sicherheitszeichen ermöglichen allein durch die

Kombination von Form und Sicherheitsfarbe eine

Aussage darüber, ob es sich dabei um Verbots-,

Gebots-, Warn-, Rettungs- oder Brandschutzzei-

chen handelt (Tabelle). Zusätzlich haben Sicher-

heitszeichen noch ein entsprechendes Bildsymbol.• Verbotszeichen untersagen ein Verhalten, durch

das eine Gefahr entstehen kann, z.B. Nicht schal-ten (Bild 2).

• Gebotszeichen schreiben ein bestimmtes Verhal-ten vor, z.B. Schutzhelm benutzen.

• Warnzeichen warnen vor Risiken oder Gefahren, z.B. Warnung vor Laser strahl.

• Rettungszeichen kennzeichnen Rettungswege oder Notausgänge oder den Weg zu einer Erste-Hilfe-Einrichtung.

• Brandschutzzeichen kennzeichnen die Standorte von Feuermelde- oder Feuerlöscheinrichtungen.

• Zusatzzeichen (Bild 2) dürfen nur in Verbindung

mit einem Sicherheitszeichen verwendet werden.

Sie liefern zusätzliche Hinweise durch Worte oder

Texte.

Es wird gearbeitet!Ort: Datum:Entfernen des Schildesnur durch:

Verbotszeichen

Zusatzzeichen

Bild 2: Verbotszeichen mit Zusatzzeichen

Bild 1: Beispiel für die Kennzeichnung eines gefährlichen Stoffes

Eine Substanz die als gefährlich eingestuft und verpackt ist, muss ein Kennzeichnungsetikett (Bild 1) mit

folgenden Elementen tragen.

VollständigeAnschriftdes Herstellers,Vertreibers oderEinführers

Signalwort

GefahrenhinweiseH-Sätze

SicherheitshinweiseP-SätzeNennmenge

Gefahren-piktogramme(Tabelle, Seite 16)

Methanol(Index Nr. 603-001-00-X)Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar.Giftig bei Verschlucken.Giftig bei Hautkontakt.Giftig bei Einatmen.Schädigt die Augen, Erblindungsgefahr.

Von Hitze/Funken/offener Flamme/heißenOberflächen fernhalten.Nicht rauchen.An einem gut belüfteten Ort lagern.Behälter dicht verschlossen halten.Schutzhandschuhe/Schutzkleidung tragen.Bei Berührung mit der Haut:Mit reichlich Wasser und Seife waschen.Bei Verschlucken:Sofort Giftinformationszentrum oder Arzt rufen.Unter Verschluss lagern.

Gefahr5 L

Max Meier KG, Schellingerstr. 20 München, Tel. 089…

ChemischeBezeichnungdes StoffesName undIndexnummer

Anwendungs-beispiel

Sicherheits-farbe

Bedeutung

Verbot

Gebot

Warnung

Brand-schutz

Gefahr-losigkeit

GeometrischeForm

Kreis mitDiagonalbalken

Rauchenverboten

ROT

ROT

BLAU

GRÜN

GELB

Kreis Kopfschutzbenutzen

gleichseitigesDreieck mitgerundeten

Ecken

Warnung vorfeuergefähr-

lichen Stoffen

Quadrat Notruftelefon

Quadrat Feuerlöscher

Tabelle: Form, Farbe und Bedeutung von Sicherheitszeichen

18

Bild 1: Warnung vor gefährlicherelektrischer Spannung

Notruf 112

• Wo geschah der Unfall?

• Was geschah?

• Wie viele Verletzte?

• Welche Verletzungen?

• Warten auf Rückfragen der Ret-

tungsleitstelle! Niemals das Ge-

spräch selbst beenden.

i

Vorgehen beim Auffinden einer Person

Allgemeine VerhaltensregelnRuhe bewahren, Unfallstelle sichern, auf Eigenschutz achten, Person aus dem Gefahrenbereich retten

Bewusstsein prüfenAnsprechen, anfassen, schütteln an den Schultern

vorhanden

Hilfe nach Notwendigkeitz.B. Lagerung, Verbände …

ggf. Rettungsdienstalarmieren

normale Atmung keine normale Atmung

Stabile SeitenlageStändige Kontrolle der

Atmung

Herz-Lungen-WiederbelebungHerz-Druckmassage: Beatmung 30:2

Beginnen mit der Herz-Druckmassage!Falls AED* vorhanden Anweisungen folgen.Keine Unterbrechung bis zum Eintreffen desRettungsdienstes oder bis zum Einsetzen der

normalen Atmung!*AED Abk. für: Automatisierter Externer Defibrillator

Notruf 112

Notruf 112

nicht vorhanden

um Hilfe rufen, Notruf veranlassen

• Atemwege kontrollieren und ggf. freimachen• Kopf überstrecken und Kinn anheben• Atmung prüfen durch hören, sehen, fühlen

Atemkontrolle

Bild 2: Maßnahmen zur Ersten Hilfe

Erste Hilfe

1.5 Erste Hilfe

Häufig hängt das Leben eines Verletzten davon ab, dass möglichst

rasch und noch am Unfallort Erste Hilfe (Bild 2) geleistet wird. Der

Arbeitgeber (Unternehmer) ist für eine wirksame Erste Hilfe verant-

wortlich und hat die dafür erforderlichen Maßnahmen zu treffen.

Dazu gehören insbesondere auch die Benennung einer ausreichen-

den Anzahl von Ersthelfern (gesetzlich vorgeschrieben in BGV A1), die

Sicherstellung einer entsprechenden Ausbildung und die Zurverfü-

gungstellung einer geeigneten Erste-Hilfe-Ausrüstung.

Bei Unfällen durch elektrischen Strom ist auf Eigenschutz zu achten

und der über den Menschen fließende Strom muss unterbrochen

werden.

In Niederspannungsanlagen (übliche Spannung im Haushalt und Ge-

werbe 230/400 V bis maximal 1000 V) erfolgt eine Unterbrechung des

Stromkreises z.B. durch Ausschalten, Ziehen des Steckers oder He-

raus nehmen der Sicherung. Kann der Stromkreis nicht unterbrochen

werden, so ist der Verunglückte durch einen nichtleitenden Gegen-

stand, z.B. eine Isolierstange, von den unter Spannung stehenden

Teilen zu trennen.

In Hochspannungsanlagen (über 1000 V, durch Warnschild mit Blitz pfeil gekennzeichnete Anlagen, Bild 1)

ist sofort der Notruf zu veranlassen und Fachpersonal zu verständigen. Die Rettung aus Hochspannungs-

anlagen erfolgt nur durch Fachpersonal. Der Stromkreis darf deshalb nur von einer Elektrofachkraft mit

Schaltberechtigung abgeschaltet werden.

Bei unbekannter Spannung ist ebenso wie bei Hochspannung ein Sicherheitsabstand von mindestens 5 m

zu halten. Es sind die gleichen Maßnahmen zu ergreifen wie bei Hochspannung.

Unter Erster Hilfe versteht man Hilfeleistungen vor Ort, bevor der

Verletzte oder Kranke ärztlich versorgt wird.

19Gefährdungsbeurteilung

Jede Tätigkeit ist mit Unfall- und Gesundheitsrisiken verbunden. Damit die Risiken möglichst gering ge-

halten werden, muss nach dem Arbeitsschutzgesetz (ArbSchG) in Verbindung mit der Betriebssicher-

heitsverordnung (BetrSichV) in Betrieben eine Gefährdungsbeurteilung durchgeführt werden. Die Tech-

nische Regel für Betriebssicherheit (TRBS) 1111 beschreibt den grundsätzlichen Ablauf der Ermittlung und

Bewertung von Gefährdungen sowie der Ableitung geeigneter Maßnahmen.

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)

Handlungsanleitung zur Durchführung einer Gefährdungsbeurteilung

Bewertung der Gefährdungen

Beurteilung darüber, wie sich die ermittelten Gefähr-dungen auf die Gesundheit der Arbeitnehmer auswirken

können.

Sind Sicherheit und Gesundheit der Arbeitnehmer gefährdet?

Festlegen und Durchführen von Maßnahmen

Maßnahmen sind nach den allgemeinen Grundsätzen des ArbSchG festzulegen.

Daraus ergibt sich die Rangfolge technisch, organisato-risch und persönlich (TOP) der festzulegenden Schutz-maßnahmen.

• Technische Schutzmaßnahmen, z. B. Absauganlagen, Positionsschalter. • Organisatorische Schutzmaßnahmen, z. B. Organisation der Ersten Hilfe, Unterweisung, Arbeitsmedizin, Hygiene.• Persönliche Schutzmaßnahmen, z. B. persönliche Schutzausrüstung (Schutzbrille, Handschuhe), kommen erst zum Einsatz, wenn technische Maßnahmen die Be- schäftigten nicht schützen können.

Wer macht Was bis Wann?

Dokumentation

Die Dokumentation umfasst nach § 6 des ArbSchG:• Das Ergebnis der Gefährdungsbeurteilung.• Die festgelegten Maßnahmen des Arbeitsschutzes.• Das Ergebnis ihrer Überprüfung.• Unfälle im Betrieb, bei denen ein Beschäftigter getötet oder so verletzt wird, dass er stirbt oder für mehr als drei Tage völlig oder teilweise arbeits- oder dienstunfähig wird.

Vorhandene Maßnahmen ausreichend?

nein

ja

Maßnahmenwirksam

Maßnahmennicht wirksam

Getroffene Maßnahmen auf Wirksamkeit überprüfen!

Erfassen und Ermitteln möglicher Gefährdungen und Belastungen

Gefährdungen bzw. Belastungen können z. B. unterteilt werden in• Mechanische Gefährdungen, z. B. Stolpern, Rutschen, Stürzen ...• Elektrische Gefährdungen, z. B. elektrische Körperdurchströmung infolge defekter Geräte• Gefährdung durch Gefahrstoffe, z. B. Einatmen oder Verschlucken giftiger Stoffe• Biologische Gefährdung, z. B. Infektionsgefahr durch Mikroorganismen• Physikalische Gefährdungen, z. B. Einwirkungen von Lärm, Vibrationen, Strahlung• Gefährdungen durch physische Belastung, z. B. schwere körperliche Arbeit• Gefährdungen durch Mängel der Sicherheitsorganisation, z. B. mangelnde Regelung zur Ersten Hilfe, Kennzeichnung von Fluchtwegen, persönliche Schutzausrüstung, Unterweisungen, Betriebsanweisungen.

Was kann zu einer Gefährdung führen?

Erfassen der Betriebsorganisation

Strukturierung des Betriebs in zu erfassende Arbeitsbereiche, z. B. Verwaltung, Werkstatt,

Lager und Tätigkeiten

Welche Tätigkeiten werden ausgeführt?

Erfassen der Sicherheitsorganisation des Betriebs

Z. B. Organisation der Ersten Hilfe, Umgang mit Gefahrstoffen, Sicherheitsbeauftragte ...