Technische Kommunikation Elektrotechnik€¦ · Haushaltskleingeräte 77 kt IT- und Kommunikationsgeräte 160 kt Geräte der Unterhaltungselektronik 171 kt Elektrische und elektronische

EUROPA-FACHBUCHREIHEfür elektrotechnische und elektronische Berufe

Technische KommunikationElektrotechnik

Schaltungs- und Funktionsanalyse

Arbeitsblätter und AufgabenGrundbildung – Lernfelder 1– 4

6. neu bearbeitete und erweiterte Auflage

Bearbeitet von Lehrern und Ingenieuren an beruflichen Schulenund in der Industrie

VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL · Nourney, Vollmer GmbH & Co. KGDüsselberger Straße 23 · 42781 Haan-GruitenEuropa-Nr.: 35717

35717_TKE_LF1-4_S001_004_Aufgaben.indd 1 09.06.16 10:26

2

Autoren:Ulrich Beer Dipl.-Ing. (FH), Gewerbefachlehrer KaufbeurenHorst Gebert Dipl.-Ing. (FH) Schwäbisch HallGregor Häberle Dr.-Ing. TettnangHanswalter Jöckel Dipl.-Ing. (FH), Oberstudienrat FriedrichshafenThomas Käppel Fachlehrer MünchbergAnton Kopf Oberstudienrat UlmJürgen Schwarz Dipl.-Ing., Studiendirektor Tettnang

Bildbearbeitung: Zeichenbüro des Verlags Europa-Lehrmittel, Ostfildern

Leitung des Arbeitskreises und Lektorat: Jürgen Schwarz, Tettnang

Vorwort

Das Lehrsystem „Arbeitsblätter und Aufgaben der technischen Kommunikation Elektrotechnik“ unterstützt Lernende des Ausbildungsberufes Elektroniker/Elektronikerin in Industrie und Handwerk bei der Erlangung der gewünschten Fachkompetenz durch die Analyse von Schaltungen und Funktionen anhand berufstypi-scher Aufgabenstellungen und geeigneter Beispiele. Bei den Arbeitsblättern „Grundbildung – Lernfelder 1-4“ liegt der Schwerpunkt auf dem Erwerb eines berufsfeldbreiten grundlegenden Wissens. Die Erarbeitung des Lehrstoffes durch den Lernenden selbst oder im Team kann durch verschiedene Medien, insbesondere den Informationsband „Technische Kommunikation Elektrotechnik“, ergänzt werden.

Bei Leiterverbindungen wird weitgehend die in der Norm vorhandene Form 1 (ohne Punkt), in Anschluss-dosen aber, aus methodischen Gründen, die ebenfalls nach der Norm zulässige Form 2 (mit Punkt) ange-wendet. Die Objekte sind produktbezogen gekennzeichnet. Wegen der eindeutigen Identifizierbarkeit der Objekte wird auf die Kennzeichnung durch das Vorzeichen „–“ verzichtet. Thermische Überlastrelais können mit dem Kennbuchstaben B oder F bezeichnet werden. Um die Schutz-funktion hervorzuheben, wurde für Überlastrelais der Kennbuchstabe F gewählt.

Zur Unterstützung des Lehrers bei der geforderten Vermittlung englischsprachiger Elemente sind die Über-schriften der Arbeitsblätter und der Aufgaben zweisprachig. Verlag und Autoren danken für die Verbesserungsvorschläge der Benutzer und bitten auch in Zukunft darum.

Sommer 2016 Die Verfasser

6. Auflage 2016Europa-Nr.: 35717ISBN 978-3-8085-3576-9Druck 5 4 3

Alle Drucke derselben Auflage sind parallel einsetzbar, da sie bis auf die Behebung von Druckfehlern unter-einander unverändert sind.

Diesem Buch wurden die neuesten Ausgaben der DIN-Blätter und der VDE-Bestimmungen zugrunde gelegt.Verbindlich sind jedoch nur die DIN-Blätter und VDE-Bestimmungen selbst.Die DIN-Blätter können von der Beuth-Verlag GmbH, Burggrafenstraße 6, 10787 Berlin, und Kamekestraße 2 – 8, 50672 Köln, bezogen werden. Die VDE-Bestimmungen sind bei der VDE-Verlag GmbH, Bismarckstraße 33, 10625 Berlin, erhältlich.

Alle Rechte vorbehalten. Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der gesetzlichgeregelten Fälle muss vom Verlag schriftlich genehmigt werden.© 2016 by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, 42781 Haan-Gruitenhttp: // www.europa-lehrmittel.deSatz: fidus Publikations-Service GmbH, NördlingenUmschlag: Idüll, 60329 Frankfurt/Main; Braunwerbeagentur, 42477 RadevormwaldDruck: mediaprint solutions GmbH, 33100 Paderborn


3

Inhaltsverzeichnis

1 Lernfeld 1: Elektrotechnische Systeme analysieren und Funktionen prüfen Projektbeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51. 1 Schaltzeichen für Installationsgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61. 2 Allgemeine Schaltzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71. 3 Normen zur Kennzeichnung von Betriebsmitteln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81. 4 Kennzeichnung der Betriebsmittel nach DIN EN 81346-2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91. 5 Kennlinien von Wirkwiderstand und NTC-Widerstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101. 6 Reihenschaltung von Widerständen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111. 7 Leuchtdiode (LED) mit Vorwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121. 8 Schaltung mit Diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131. 9 Parallelschaltung von Widerständen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141. 10 Spannungsteiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151. 11 Schaltungen von Heizleitern in einem Kochfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161. 12 Arbeitsbereich und höchstzulässige Verlustleistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171. 13 Reihen- und Parallelschaltung von Spannungsquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181. 14 Indirekte Widerstandsbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191. 15 Messung der elektrischen Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201. 16 Messung der elektrischen Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211. 17 Bestückung einer Leiterplatte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221. 18 Entwurf einer Leiterplatte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231. 19 Entsorgung von Elektroschrott . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2 Lernfeld 2: Elektrische Installationen planen und ausführen Projektbeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252. 1 Ausschaltung mit beleuchtetem Schalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262. 2 Serienschaltung mit Ausschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272. 3 Wechselschaltung mit Steckdosen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282. 4 Sparwechselschaltung mit beleuchteten Schaltern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292. 5 Kreuzschaltung mit Rückmeldung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302. 6 Kreuzschaltung mit Steckdosen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312. 7 Stromstoßschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322. 8 Stromstoßschaltung mit Rückmeldung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332. 9 Treppenhausschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342. 10 Rufschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352. 11 Ruf- und Türöffneranlage mit Stromstoßschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362. 12 Ruf- und Türöffneranlage für drei Wohnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372. 13 Ruf- und Türöffneranlage für das Nebengebäude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382. 14 Installationsschaltplan einer 4-Zimmer-Wohnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392. 15 Installationsplan und Stückliste für das Wohnzimmer der 4-Zimmer-Wohnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402. 16 Unterverteiler der 4-Zimmer-Wohnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412. 17 Installationsschaltplan einer Werkstatt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422. 18 Beleuchtungsanlage mit KNX 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432. 19 Beleuchtungsanlage mit KNX 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442. 20 Änderung einer Beleuchtungsanlage mit KNX 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452. 21 Änderung einer Beleuchtungsanlage mit KNX 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462. 22 Prüfung von Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472. 23 Projektarbeiten Beleuchtung, Rufanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482. 24 Isolationsfehler und Schutzeinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492. 25 Schutzmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

3 Lernfeld 3: Elektrische Steuerungen analysieren und anpassen Projektbeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513. 1 Verknüpfungen der Digitaltechnik mit UND und ODER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523. 2 Verknüpfungen der Digitaltechnik mit NAND und NOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533. 3 Schützschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543. 4 Schützschaltung mit Haltekontakt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553. 5 Wendeschützsteuerung, direktes Umschalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563. 6 Wendeschützsteuerung, Umschaltung über AUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573. 7 Zeitrelais mit Einschaltverzögerung und Ausschaltverzögerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583. 8 Folgesteuerung 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593. 9 Folgesteuerung 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60


4

3. 10 Steuerung einer Mischanlage 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613. 11 Steuerung einer Mischanlage 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623. 12 Beleuchtungssteuerung mit Kleinsteuergerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633. 13 Schaufensterbeleuchtung mit Kleinsteuergerät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643. 14 SPS-Grundfunktionen 1: UND, ODER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653. 15 SPS-Grundfunktionen 2: UND vor ODER, ODER vor UND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663. 16 SPS-Programmieren von Befehlsgebern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673. 17 Vom Funktionsplan zur Anweisungsliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683. 18 SPS-Speicherfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693. 19 Zeitfunktionen mit Kleinsteuerung / SPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703. 20 Zähler mit Kleinsteuerung / SPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713. 21 Bistabile Kippschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723. 22 Astabile Kippschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733. 23 Monostabile Kippschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743. 24 Schwellwertschalter (Schmitt-Trigger) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753. 25 Schalter und Schütze 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763. 26 Schalter und Schütze 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773. 27 Steuerschaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783. 28 Schaltungen der Digitaltechnik 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793. 29 Schaltungen der Digitaltechnik 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

4 Lernfeld 4: Informationstechnische Systeme bereitstellen Projektbeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814. 1 Anschlüsse am Computer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824. 2 PC-Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834. 3 Lastenheft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 844. 4 Pflichtenheft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 854. 5 Angebotserstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 864. 6 PC-Montage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 874. 7 Software-Installation und Konfiguration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 884. 8 Anwendungsprogramme – Arbeiten mit Word und Excel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894. 9 Anwendungsprogramme – Präsentieren mit PowerPoint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 904. 10 Anwendungsprogramme – Zeichnen mit sPlan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 914. 11 Anwendungsprogramme – Leiterplattenentwurf mit EAGLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 924. 12 Vernetzung von Computern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934. 13 Netzwerkprotokoll-Konfiguration und Anbindung an das Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 944. 14 WLAN installieren und konfigurieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 954. 15 Datensicherheit und Datenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 964. 16 Projektarbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 974. 17 Programmentwicklung, Programmdokumentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984. 18 Software-Entwurf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 994. 19 Mikrocomputer, Mikrocontroller, Betriebssysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1004. 20 Datenübertragung, Datenschnittstellen, Netzwerkleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

A Anhang 102A 1 Normschrift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102A 2 Ebene Werkstücke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103A 3 Isometrische Projektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104A 4 Ansichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105A 5 Ergänzen von Ansichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106A 6 Abwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107A 7 Oberflächenbeschaffenheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108A 8 Bohrungen, Langlöcher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109A 9 Drehteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110A 10 Wellenenden mit Anschnitten oder Ausschnitten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111A 11 Vollschnitt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112A 12 Halbschnitt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113A 13 Innengewinde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114A 14 Außengewinde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115A 15 Verschraubung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116A 16 Technische Kommunikation der Metalltechnik 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117A 17 Technische Kommunikation der Metalltechnik 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118A 18 Technische Kommunikation der Metalltechnik 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119


5

LERNFELD

Elektrotechnische Systeme analysieren und Funktionen prüfen(analyzing electrotechnical systems and checking functions)

Projektbeschreibung

Ein mittelständischer Produktionsbetrieb für elektrotechnische Erzeug-nisse erstellt mit dem PC Schaltpläne, z. B. für Gerätebeschreibungen, Veröffentlichungen, Präsentationen oder Angebote (Bild 1). Regelmä-ßig soll überprüft werden, ob die einzelnen Schaltzeichen in den ver-schiedenen Bibliotheksdateien noch normgerecht sind (Bild 2).

Dies ist auch wichtig für die Schaltplanerstellung mit einem Schaltplan editor beim Entwurf von Leiterplatten (Bild 3).

Im Prüffeld dieses Betriebes soll der Auszubildende im Ausbildungs-beruf Elektroniker mit der Fachrichtung Energie- und Gebäudetech-nik fachgerecht mit den Grundschaltungen der Elektrotechnik umge-hen. Außerdem soll er für die angestellten Hilfskräfte Anleitungen und Beispiele für einfache Messschaltungen und für das normge-rechte Anlegen von Wertetabellen und Kennlinien erstellen.

Bei jeder Neuinstallation von Geräten und Baugruppen entsteht durch Rücknahme von elektrischen Altgeräten Elektronikschrott (Bild 4), der entsprechend entsorgt werden muss. Der Meister beauftragt einen Mitarbeiter, einen Ablaufplan für die Entsorgung von Elektro-nikschrott zu erstellen, der dann als Aushang an den Informations-stellen der einzelnen Werkstätten dienen soll.

Bild 1: PC-Arbeitsplatz

Bild 2: Normblattausschnitt

Bild 3: Schaltplanerstellung mit einem Schaltplaneditor

Haushaltsgroßgeräte 235 kt

Gesamt 690 ktQuelle: BMUB, 2012

Haushaltskleingeräte 77 kt

IT- und Kommunikationsgeräte 160 kt

Geräte der Unterhaltungselektronik 171 kt

Elektrische und elektronische Werkzeuge 24 kt

Bild 4: Jährlicher Anteil von Elektronikschrott in Deutschland

1.1 Schaltzeichen für Installationsgeräte

Lernfeld 1

1.2 Allgemeine Schaltzeichen

1.3 Normen zur Kennzeichnung von Betriebsmitteln

1.4 Kennzeichnung der Betriebsmittel nach DIN EN 81346-2

1.5 Kennlinien von Wirkwiderstand und NTC-Widerstand

1.6 Reihenschaltung von Widerständen

1.9 Parallelschaltung von Widerständen

1.10 Spannungsteiler

1.11 Schaltungen von Heizleitern in einem Kochfeld

1.12 Arbeitsbereich und höchstzulässige Verlustleistung

1.13 Reihen- und Parallelschaltung von Spannungsquellen

1.8 Schaltung mit Diode

1.7 Leuchtdiode (LED) mit Vorwiderstand

1.14 Indirekte Widerstandsbestimmung

1.15 Messung der elektrischen Leistung

1.16 Messung der elektrischen Arbeit

1.17 Bestückung einer Leiterplatte

1.18 Entwurf einer Leiterplatte

1.19 Entsorgung von Elektroschrott

35717_TKE_LF1-4_S005-140.indd 5 01.06.16 10:17

Schule: Klasse: Datum: Gezeichnet: Geprüft:

6

ARBEITSBLATTLERNFELD

Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlages. © 2016 by Verlag Europa-Lehrmittel

Ansicht Schaltzeichenfür Installationsschaltplan

Schaltzeichenfür Stromlaufplan

Benennung

Ausschalter, einpolig, ohne Beleuchtung(one-way switch, single pole, without illumina-tion)

Wechselschalter, einpolig, ohne Beleuchtung(two-way switch, single pole, without illumina-tion)

Kreuzschalter, einpolig, ohne Beleuchtung(intermediate switch, single pole, without illumination)

Steckdose mit Schutzkontakt,für Einphasenwechselspannung(socket outlet with protective contact for single-phase ac voltage)

Stecker mit Schutzkontaktfür Einphasenwechselspannung(plug with protective contact for single-phase ac voltage)

Ausschalter, beleuchtet(für Arbeitsstätten vorgeschrieben)(switch, with indicator lamp, compulsory for workrooms)

Kontroll-Ausschalter(switch with pilot light)

Dreipoliger Kontroll-Ausschalter(z. B. als Heizungsnotschalter)(three pole switch with pilot light, as emergen-cy switch in heating systems, for example)

Serienschalter, einpolig, ohne Beleuchtung(multiposition switch, single pole, without illumination)

Mehrstellungsschalter mit Schalt stellungs dia-gramm für drei Schaltstellungen (z. B. als Ja-lousieschalter)(three-position switch, with position diagram, as window shade switch, for example)

Taster, beleuchtet(push-button, with indicator lamp)

L

AnsichtAnsicht SchaltzeichenSchaltzeichen SchaltzeichenSchaltzeichen

In Ihrem Produktionsbetrieb sind in der Elektroinstallation verschiedene Betriebsmittel eingesetzt. Sie erhalten den Auftrag zu überprüfen, ob die Schaltzeichen in den technischen Dokumentationen der neuesten Norm entsprechen. Ergänzen Sie die Tabelle mit den normgerechten Schaltzeichen.

1.1 Schaltzeichen für Installationsgeräte(graphical symbols for installation devices)

35717_TKE_LF1-4_S005-140.indd 6 01.06.16 10:17


7



Ø

V

A

Wh

Schaltzeichen Benennung

Kondensator, Kapazität(capacitor, capacity)

Strommessgerät(ammeter)

Spannungsmessgerät(voltmeter)

Widerstandsmessgerät(ohmmeter)

Wattstunden-Zähler(watt-hour meter)

Steckdose, Steckbuchse(socket outlet, socket)

Steckdose, Steckbuchse, mit Schutzkontakt(socket outlet, socket, with protective contact)

Stecker(plug)

Schutzkontaktsteckdose mit Schutz kontaktstecker(socket outlet with protective contact and plug with protective contact)

Widerstand, stufenweise ein-stellbar(resistor, adjustable in steps)

Induktivität, stetig einstellbar(inductance, continuously adjustable)

Erde(earth, ground)

Anschlussstelle für Schutzleiter, Schutzerde(protective ground, protective earth)

Schaltzeichen Benennung

Widerstand(resistor)

Heizelement(heating element)

Spule, Induktivität(coil, inductance)

Spule, Induktivität mit Magnet-kern(coil, inductance with magnetic core)

Sicherung(fuse)

Primär element, Sekundärelement(primary cell, secondary cell)

Schalter, handbetätigt, als Schließer(switch, manually operated, make contact)

Taster als betätigter Schließer(push-button, make contact operated)

Taster als Öffner(push-button, break contact)

Schütz mit 3 Schließern(contactor with three make contacts)

Relaisspule mit 1 Wechsler und 1 Schließer(relay coil with one change -over and one make contact)

Glühlampe(lamp, bulb)

Ergänzen Sie die Tabelle der wichtigsten Schaltzeichen anhand des Informationsbandes oder einer anderen normgerechten Unterlage, um dann überprüfen zu können, ob die einzelnen Schaltzeichen in den Bibliotheksdateien noch normgerecht sind.

1.2 Allgemeine Schaltzeichen(general graphical symbols)

35717_TKE_LF1-4_S005-140.indd 7 01.06.16 10:17


8



Der Meister in Ihrem Betrieb wünscht, dass in Zukunft alle Dokumentationen der Norm DIN EN 81346-2: 2010-05 entsprechen. Dafür hat er eine Liste mit den im Betrieb am häufigsten verwendeten Betriebsmitteln (Objekten) ange-fertigt und die Kennbuchstaben nach alter Norm angegeben. Sie erhalten den Auftrag, in die Liste die Kennbuchstaben nach der neuen Norm einzutragen.

DIN EN 81346-2: 2010-05 DIN 40719-2: 1978

Elektrische Betriebsmittel Zweck oder Aufgabe des Betriebsmittels Kenn buchstabe Kenn buchstabe

Antenne Energieumwandlung T W

Befehlsgerät, Taster Signalumwandlung bei Handbetätigung S S

Beleuchtung, Lampe Bereitstellung von Strahlung E E

Bimetallauslöser Schutz eines Energiefl usses F F

Binärelement, Zähler digital Signalverarbeitung K D

Diode Begrenzung eines Energiefl usses R V

Filter Signalverarbeitung K Z

Frequenzumrichter Energieumwandlung T G

Generator Erzeugung eines Energiefl usses G G

Gleichrichter Energieumwandlung T V

Grenztaster Umwandlung einer variablen Eingangsgröße B S

Heizwiderstand Bereitstellung von Wärme E E

Hilfsrelais, Zeitrelais Signalverarbeitung K K

Hilfsschütz Signalverarbeitung K K

Klemme, Steckdose Verbinden von Objekten X X

Kondensator Energiespeicherung C C

Leistungsschütz Schalten eines Energiefl usses Q K

Leistungstransistor Schalten eines Energiefl usses Q V

Magnetventil Schalten eines Energiefl usses Q Y

Messgerät Darstellung von Informationen P P

Messwiderstand Umwandlung einer variablen Eingangs größe B R

Motor Bereitstellung mechanischer Energie M M

Motorschutzrelais Schutz eines Energiefl usses F F

Motorschutzschalter Schalten eines Energiefl usses Q Q

Motorschutzschalter Schutz eines Energiefl usses F Q

Optische und akustische Meldeeinrichtung

Darstellung von Informationen P H

Sicherung Schutz eines Energiefl usses F F

Signalleuchte Darstellung von Informationen P H

Spule, Drosselspule Begrenzung eines Energiefl usses R L

Stern-Dreieck-Schalter Schalten eines Energiefl usses Q Q

Strom-/Spannungswandler Energieumwandlung T T

Stromversorgung Erzeugung eines Energiefl usses G G

Transformator Energieumwandlung T T

Transistor Signalverarbeitung K V

Verstärker Energieumwandlung T A

Widerstand Begrenzung eines Energiefl usses R R

Widerstand temperaturab-hängig, Fotowiderstand

Umwandlung einer variablen Eingangsgröße B B

1.3 Normen zur Kennzeichnung von Betriebsmitteln(standards for identifi cation of electrical equipment)

W

S

E

F

D

V

Z

G

G

V

S

E

K

K

X

C

K

V

Y

P

R

M

F

Q

Q

H

F

H

L

Q

T

G

T

V

A

R

B

35717_TKE_LF1-4_S005-140.indd 8 01.06.16 10:17


9



1.4 Kennzeichnung der Betriebsmittel nach DIN EN 81346-2(designation of equipment according to DIN EN 81346-2)

a) Klingel- und Türöffneranlage

b) Folgeschaltung

Hauptstromkreis Steuerstromkreis

c) Tabelle der Betriebsmittel

a) Klingel- und Türöffneranlagea) Klingel- und Türöffneranlage

Nachdem Sie sich mit den Normen zur Kennzeichnung von Betriebsmitteln schon gut aus-kennen, erhalten Sie den Auftrag, verschiedene Gerätebeschreibungen zu überarbeiten. Vervollständigen Sie die Stromlaufpläne für a) eine Klingel- und Türöffneranlage und b) eine Folgeschaltung mit der Kennzeichnung der Betriebsmittel nach DIN EN 81346-2. c) Ergänzen Sie außerdem die Tabelle der Betriebsmittel für die Folgeschaltung.

F1 Sicherung S2 Taster mit Schließerkontakt

Q1, Q2 Schütze K1 Relais mit Ansprechverzögerung

M1, M2 Motore P1, P2 Meldeleuchten

S1 Taster mit Öffnerkontakt

35717_TKE_LF1-4_S005-140.indd 9 01.06.16 10:17


10



R2R3

Zur Anleitung angestellter Hilfskräfte im Prüffeld sollen einfache Messschaltungen, Werteta-bellen und Kennlinien erarbeitet werden.1. Ergänzen Sie die Messschaltung so, dass die geforderten Spannungswerte und die zugehö-

rigen Stromstärken gemessen werden können.2. Berechnen Sie die Stromstärken und erstellen Sie die Widerstandskennlinie, wenn der Wi-

derstand R2 wirksam ist.3. In der Messschaltung wird dann der Widerstand R2 durch einen NTC-Widerstand (Heiß-

leiter) R3 ersetzt und dabei werden die in der Tabelle aufgeführten Spannungswerte und Stromwerte gemessen. Errechnen Sie die dazugehörigen Widerstandswerte und erstellen Sie die Kennlinie des NTC-Widerstandes R3.

1.5 Kennlinien von Wirkwiderstand und NTC-Widerstand(characteristics of active resistance and NTC resistance)

U 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

in V

Ü 8,3 16,6 25 33,3 41,6 50 58,3 66,6 75 83,3 91,6 100 in mA

Wider-standR2 =120 Ø

U 1,2 4,8 8 9,3 10 9,8 9,3 8,5 7,65 6,9 6,35 6 in V

Ü 1 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 100 in mA

R 1200 960 800 620 500 326 232 170 127,5 98,5 79 60 in Ø

NTC-Wider-stand

R3

35717_TKE_LF1-4_S005-140.indd 10 01.06.16 10:17


11



E1 E2 E3 E4 E5

E10 E9 E8 E7 E6N

U

L ¡

ULampe

Im Lager einer Firma liegen für Dekorationszwecke mehrere Schachteln mit Minilichterketten. Auf den Verpackungen fi ndet man folgende Angaben:

Minilichterkette mit 10 LampenLichterkette mit 10 Kerzen, 2 Ersatzlampen, Eurostecker für 230 V, geeignet für Dekorationszwecke, Christbaum- oder Fensterschmuck.Technische Daten und Eigenschaften:

• 10 Lampen, weiß, 24 V/1,08 W• 2 Ersatzlampen• Sockel und Lampen grün• Betrieb: AC 230 V, 50 Hz

• Kerzenabstand: ca. 15 cm• nur für den Innenbereich geeignet• Länge der Zuleitung: ca. 1,5 m

a) Wie sind die einzelnen Lampen in diesen Lichterketten geschaltet?b) Zeichnen Sie die Schaltung einer Lichterkette mit n = 10 Lampen und bezeichnen Sie die Lampen.c) Zeichnen Sie jeweils einen Spannungspfeil für die Gesamtspannung U und die Spannung an

der Lampe E1 (ULampe), sowie einen Strompfeil für den Gesamtstrom Ü in diese Zeichnung ein.d) Berechnen Sie die Spannung, die an jeder Lampe abfällt.e) Berechnen Sie den Gesamtwiderstand der Lichterkette.f) Wie wird bei dieser Art von Lichterketten vermieden, dass bei Ausfall einer einzelnen Lampe die

anderen Lichter erlöschen?g) Zeichnen Sie dazu ein Beispiel mit zwei Lampen mit geeigneter Beschaltung.

1.6 Reihenschaltung von Widerständen(series connection of resistors)

a) Anordnung der Lampen

d) Spannungsberechnung

e) Widerstand der Lichterkette

f) Lampenausfall

g) Beispiel mit zwei Lampen mit geeigneter Beschaltung

b) und c) Schaltung einer Lichterkette

Durch Parallelschalten eines Heißleiters (NTC-Widerstand).

Die Lampen sind in den Lichterketten in Reihe geschaltet.

ULampe = U } n = 230 V } 10

= 23 V n = Anzahl der Lampen

RLampe = U2 }

P = (24 V)2

} 1,08 W

= 533 Ø; R = RLampe · n = 533 Ø · 10 = 5,33 kØ

35717_TKE_LF1-4_S005-140.indd 11 01.06.16 10:17


12



P7

P8

P9

P4

P5

R1 R2 R3

P6

P2

P3

P1

+9V

+12V

0V

0V

U1

RV

UF

¡F

+12V

0V

P1

P1 P2 P3R1 P4 P5 P6R2 P7 P8 P9R3

DC 12 V 151 DC 12 V 151 DC 12 V 151

-

+

-

+

-

+

Bild 1: Auszug aus dem Datenblatt einer LED

1. Prüfgeräta) Stromlaufbahn c) Berechnung des Vorwiderstandes

b) Widerstandswert der SMD-Widerstände

d) Widerstandswert aus der Reihe E12

e) Auswahl des Widerstandesb) Vorwiderstand

a) Stromlaufplan

1. In ein Prüfgerät soll zur Kontrolle des Betriebszustandes eine Leuchtdiode (LED) eingebaut werden. Hierfür steht eine Gleichspannung von U1 = 9 V zur Verfügung.

a) Zeichnen Sie den Stromlaufplan einer geeigneten Schaltung. b) Erklären Sie, warum beim Anschluss einer LED an 9 V ein Vorwiderstand RV notwendig ist. c) Berechnen Sie den Vorwiderstand bei der Verwendung einer LED mit Daten gemäß Bild 1. d) Ermitteln Sie einen geeigneten Widerstandswert aus der Widerstandsreihe E12. e) Erklären Sie, was bei der Auswahl des Widerstandes aus der Normreihe zu beachten ist.2. Für die indirekte Beleuchtung einer Glasvitrine soll ein LED-Streifen mit warmweißen Leucht-

dioden verwendet werden. Es steht ein 0,5 m langer LED-Streifen mit 30 warmweißen SMD1)-Leuchtdioden zur Verfügung. Dieser ist in einzelne Module mit je drei LEDs teilbar. Die Rück-seite ist mit einem Klebestreifen für eine schnelle Montage versehen.

In die Glasvitrine werden drei Module eingebaut (Bild 2). Als Stromversorgung dient ein LED-Schaltnetzteil mit DC 12 V/1 A

a) Zeichnen Sie aus Bild 2 den Stromlaufplan der drei Module. b) Welchen Widerstandswert haben die drei SMD-Widerstände R1, R2 und R3 mit dem Auf-

druck 151? 1) SMD von Surface Mounted Device (engl.) = oberfl ächenmontierbares Bauelement

1.7 Leuchtdiode (LED) mit Vorwiderstand(light emitting diode with series resistor)

Bild 2: LED-Streifen mit drei Modulen

2. LED-Streifen

Der Vorwiderstand RV begrenzt den Strom IF.

RV = U1 − UF } IF

= 9 V − 2,2 V

} 20 mA = 340 Ω

Gewählt aus der Reihe E12: RV = 390 Ω

SMD-Widerstand 151 → 15 ∙ 101 Ω = 150 Ω

Wenn der errechnete Widerstandswert zwischen zwei Normwerten liegt, muss immer der nächst höhere Widerstandswert verwendet werden, um eine Überlastung der LED zu vermeiden.

Durchlassspannung UF 2,2 VSperrspannung UR 5,0 VDurchmesser 5 mmAbstrahlwinkel 60°Farbe grünDurchlassstrom IF 20 mALichtstärke IV 40 mcd

35717_TKE_LF1-4_S005-140.indd 12 01.06.16 10:17

Documents

Technische Kommunikation Elektrotechnik€¦ · Haushaltskleingeräte 77 kt IT- und Kommunikationsgeräte 160 kt Geräte der Unterhaltungselektronik 171 kt Elektrische und elektronische