Grundlagen Wechselstromtechnik
|
|
- Nadja Bergmann
- vor 8 Jahren
- Abrufe
Transkript
1 Grundlagen Wechselstromtechnik Arbeitsbuch Mit CD-ROM Y 1 Y 2 I I R I C I L φ P 90 G U R C L S QL QC Festo Didactic DE
2 Bestell-Nr.: Stand: 10/2010 Autor: Christine Löffler Grafik: Thomas Ocker, Doris Schwarzenberger Layout: 07/2011 Festo Didactic GmbH & Co. KG, Denkendorf, 2013 Internet: Der Käufer erhält ein einfaches, nicht-ausschließliches, zeitlich unbeschränktes und geografisch nur auf die Nutzung innerhalb des Standortes/Sitz des Käufers beschränktes Nutzungsrecht wie folgt. Der Käufer ist berechtigt, die Inhalte des Werkes zur Fortbildung seiner Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, des Standortes zu nutzen und hierzu auch Teile der Inhalte zur Erstellung eigener Fortbildungsunterlagen zur Fortbildung seiner Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Standortes unter Angabe der Quelle zu verwenden und für die Fortbildung am Standort zu kopieren. Bei Schulen/Hochschulen und Ausbildungsstätten umfasst das Nutzungsrecht auch die Nutzung für deren Schüler, Lehrgangsteilnehmer und Studenten des Standortes für den Unterricht. Ausgeschlossen ist in jedem Fall das Recht zur Veröffentlichung sowie zur Einstellung und Nutzung in Intranet- und Internet- sowie LMS-Plattformen und Datenbanken wie z. B. Moodle, die den Zugriff einer Vielzahl von Nutzern auch außerhalb des Standortes des Käufers ermöglichen. Weitere Rechte zu Weitergabe, Vervielfältigungen, Kopien, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen sowie die Übertragung, Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen, unabhängig ob ganz oder in Teilen, bedürfen der vorherigen Zustimmung der Festo Didactic GmbH & Co. KG. Hinweis Die Verwendung nur einer Geschlechtsform soll keine geschlechtsspezifische Benachteiligung sein, sondern dient nur der besseren Lesbarkeit und dem besseren Verständnis der Formulierungen.
3 Inhalt Bestimmungsgemäße Verwendung IV Vorwort V Einleitung VII Arbeits- und Sicherheitshinweise VIII Trainingspaket Grundlagen Wechselstromtechnik (TP 1011) IX Lernziele Grundlagen Wechselstromtechnik X Zuordnung von Lernzielen und Aufgaben Grundlagen Wechselstromtechnik XI Gerätesatz XIII Zuordnung von Komponenten und Aufgaben Grundlagen Wechselstromtechnik XVII Hinweise für Lehrer/Ausbilder XVIII Struktur der Aufgaben XIX Bezeichnung der Komponenten XIX Inhalte der CD-ROM XX Aufgaben und Lösungen Aufgabe 1: Erfassen und Darstellen von Kenngrößen in der Wechselstromtechnik 1 Aufgabe 2: Überprüfen des Leistungsverhaltens eines Kondensators 19 Aufgabe 3: Auswählen einer geeigneten Kapazität für einen Hochpassfilter 39 Aufgabe 4: Reduzieren von Spannungsspitzen beim Schalten einer Ventilspule 51 Aufgabe 5: Bestimmen der Induktivität einer Spule 65 Aufgabe 6: Messtechnische Untersuchung von RC-Gliedern 77 Aufgabe 7: Aufnehmen des Frequenzgangs eines Hoch- und Tiefpassfilters 89 Aufgabe 8: Kompensieren der Blindleistung für einen Elektromotor 101 Aufgabe 9: Auswählen einer Drehstromschaltung für das Anschließen eines Wand-Flachspeichers 113 Aufgabe 10: Erzeugen von unterschiedlichen Leistungsstufen für ein Heizgerät 127 Aufgaben und Arbeitsblätter Aufgabe 1: Erfassen und Darstellen von Kenngrößen in der Wechselstromtechnik 1 Aufgabe 2: Überprüfen des Leistungsverhaltens eines Kondensators 19 Aufgabe 3: Auswählen einer geeigneten Kapazität für einen Hochpassfilter 39 Aufgabe 4: Reduzieren von Spannungsspitzen beim Schalten einer Ventilspule 51 Aufgabe 5: Bestimmen der Induktivität einer Spule 65 Aufgabe 6: Messtechnische Untersuchung von RC-Gliedern 77 Aufgabe 7: Aufnehmen des Frequenzgangs eines Hoch- und Tiefpassfilters 89 Aufgabe 8: Kompensieren der Blindleistung für einen Elektromotor 101 Aufgabe 9: Auswählen einer Drehstromschaltung für das Anschließen eines Wand-Flachspeichers 113 Aufgabe 10: Erzeugen von unterschiedlichen Leistungsstufen für ein Heizgerät 127 Festo Didactic GmbH & Co. KG III
4 Bestimmungsgemäße Verwendung Das Trainingspaket Grundlagen Elektrotechnik/Elektronik ist nur zu benutzen: für die bestimmungsgemäße Verwendung im Lehr- und Ausbildungsbetrieb in sicherheitstechnisch einwandfreiem Zustand Die Komponenten des Trainingspakets sind nach dem heutigen Stand der Technik und den anerkannten sicherheitstechnischen Regeln gebaut. Dennoch können bei unsachgemäßer Verwendung Gefahren für Leib und Leben des Benutzers oder Dritter und Beeinträchtigungen der Komponenten entstehen. Das Lernsystem von Festo Didactic ist ausschließlich für die Aus- und Weiterbildung im Bereich Automatisierung und Technik entwickelt und hergestellt. Das Ausbildungsunternehmen und/oder die Ausbildenden hat/haben dafür Sorge zu tragen, dass die Auszubildenden die Sicherheitsvorkehrungen, die in diesem Arbeitsbuch beschrieben sind, beachten. Festo Didactic schließt hiermit jegliche Haftung für Schäden des Auszubildenden, des Ausbildungsunternehmens und/oder sonstiger Dritter aus, die bei Gebrauch/Einsatz dieses Gerätesatzes außerhalb einer reinen Ausbildungssituation auftreten; es sei denn Festo Didactic hat solche Schäden vorsätzlich oder grob fahrlässig verursacht. IV Festo Didactic GmbH & Co. KG
5 Vorwort Das Lernsystem Automatisierung und Technik von Festo Didactic orientiert sich an unterschiedlichen Bildungsvoraussetzungen und beruflichen Anforderungen. Abgeleitet hieraus ergibt sich die Gliederung des Lernsystems: Technologieorientierte Trainingspakete Mechatronik und Fabrikautomation Prozessautomation und Regelungstechnik Mobile Robotik Hybride Lernfabriken Parallel zu den Entwicklungen im Bildungsbereich und in der beruflichen Praxis wird das Lernsystem Automatisierung und Technik laufend aktualisiert und erweitert. Die technologieorientierten Trainingspakete befassen sich mit den Technologien Pneumatik, Elektropneumatik, Hydraulik, Elektrohydraulik, Proportionalhydraulik, Speicherprogrammierbare Steuerungen, Sensorik, Elektrotechnik, Elektronik und elektrischen Antrieben. Der modulare Aufbau des Lernsystems ermöglicht Anwendungen, die über die Grenzen der einzelnen Trainingspakete hinausgehen. Beispielsweise sind SPS-Ansteuerungen von pneumatischen, hydraulischen und elektrischen Antrieben möglich. Festo Didactic GmbH & Co. KG V
6 Alle Trainingspakete setzen sich aus den folgenden Elementen zusammen: Hardware Medien Seminare Hardware Die Hardware der Trainingspakete besteht aus didaktisch aufbereiteten Industriekomponenten und Systemen. Die Komponentenauswahl und Ausführung in den Trainingspaketen ist speziell an die Projekte der begleitenden Medien angepasst. Medien Die Medien zu den einzelnen Themengebieten sind den Bereichen Teachware und Software zugeordnet. Die praxisorientierte Teachware umfasst: Fach- und Lehrbücher (Standardwerke zur Vermittlung fundamentaler Kenntnisse) Arbeitsbücher (praktische Aufgaben mit ergänzenden Hinweisen und Musterlösungen) Lexika, Handbücher, Fachbücher (bieten Fachinformationen zu vertiefenden Themenbereichen) Foliensammlungen und Videos (zur anschaulichen und lebendigen Unterrichtsgestaltung) Poster (für die übersichtliche Darstellung von Sachverhalten) Aus dem Bereich Software werden Programme für die folgenden Anwendungen bereitgestellt: Digitale Lernprogramme (didaktisch und medial aufbereitete Lerninhalte) Simulationssoftware Visualisierungssoftware Software zur Messdatenerfassung Projektierungs- und Konstruktionssoftware Programmiersoftware für Speicherprogrammierbare Steuerungen Die Lehr- und Lernmedien sind in mehreren Sprachen verfügbar. Sie sind für den Einsatz im Unterricht konzipiert, aber auch für ein Selbststudium geeignet. Seminare Ein umfassendes Seminarangebot zu den Inhalten der Trainingspakete rundet das Angebot in Aus- und Weiterbildung ab. Haben Sie Anregungen oder Kritikpunkte zu diesem Buch? Dann senden Sie eine an: Die Autoren und Festo Didactic freuen sich auf Ihre Rückmeldung. VI Festo Didactic GmbH & Co. KG
7 Einleitung Das vorliegende Arbeitsbuch ist ein Element aus dem Lernsystem Automatisierung und Technik der Firma Festo Didactic GmbH & Co. KG. Das System bildet eine solide Grundlage für eine praxisorientierte Aus- und Weiterbildung. Das Trainingspaket Grundlagen der Elektrotechnik/Elektronik TP 1011 behandelt die folgenden Themen: Grundlagen Gleichstromtechnik Grundlagen Wechselstromtechnik Grundlagen Halbleiter Grundschaltungen der Elektronik Das Arbeitsbuch Grundlagen Wechselstromtechnik setzt inhaltlich den Einstieg in die Elektrotechnik/Elektronik fort. Im Vordergrund steht die Vermittlung des Verhaltens von Widerstand, Kondensator und Spule im Wechselstromkreis. Ein weiterer Schwerpunkt für Schaltungen mit Kondensator und Spule ist die Phasenverschiebung von Strom und Spannung in Wechselstromkreisen. Die Darstellung und Auswertung von Phasenverschiebungen wird in gemischten Schaltungen ausführlich behandelt. Untersucht werden in diesem Zusammenhang auch die elektrischen Größen Wirk-, Blind- und Scheinleistung. Die Leistung steht auch bei der Untersuchung von Stern- und Dreieckschaltungen in Dreiphasen-Wechselspannungssystemen im Vordergrund. Voraussetzung für den Aufbau und das Auswerten der Schaltungen ist ein Laborarbeitsplatz, ausgestattet mit einer abgesicherten Netzspannungsversorgung, zwei Digital-Multimetern, einem Speicher-Oszilloskop und Sicherheits-Laborleitungen. Mit dem Gerätesatz TP 1011 werden die kompletten Schaltungen der 10 Aufgabenstellungen zum Thema Grundlagen Wechselstromtechnik aufgebaut. Die theoretischen Grundlagen für das Verständnis dieser Aufgaben enthalten die Lehrbücher Fachkunde Elektroberufe, Bestell-Nr und Elektrotechnik, Bestell-Nr Des Weiteren stehen Datenblätter der einzelnen Komponenten (lineare und nichtlineare Widerstände, Kondensatoren, Spulen, Leuchtdioden, Messgeräte usw.) zur Verfügung. Festo Didactic GmbH & Co. KG VII
8 Arbeits- und Sicherheitshinweise Allgemein Die Auszubildenden dürfen nur unter Aufsicht einer Ausbilderin/eines Ausbilders an den Schaltungen arbeiten. Beachten Sie die Angaben der Datenblätter zu den einzelnen Komponenten, insbesondere auch alle Hinweise zur Sicherheit! Störungen, die die Sicherheit beeinträchtigen können, dürfen beim Schulungsbetrieb nicht erzeugt werden und sind umgehend zu beseitigen. Elektrik Lebensgefahr bei unterbrochenem Schutzleiter! Der Schutzleiter (gelb/grün) darf weder außerhalb noch innerhalb des Geräts unterbrochen werden. Die Isolierung des Schutzleiters darf weder beschädigt noch entfernt werden. In gewerblichen Einrichtungen sind die Berufsgenossenschaftlichen Vorschriften BGV A3 "Elektrische Anlagen und Betriebsmittel" zu beachten. In Schulen und Ausbildungseinrichtungen ist das Betreiben von Netzgeräten durch geschultes Personal verantwortlich zu überwachen. Vorsicht! Kondensatoren im Gerät können noch geladen sein, selbst wenn das Gerät von allen Spannungsquellen getrennt wurde. Beim Ersetzen von Sicherungen: Verwenden Sie nur vorgeschriebene Sicherungen mit der richtigen Nennstromstärke. Schalten Sie Ihr Netzgerät niemals sofort ein, wenn es von einem kalten in einen warmen Raum gebracht wird. Das dabei entstehende Kondenswasser kann unter ungünstigen Umständen Ihr Gerät zerstören. Lassen Sie das Gerät ausgeschaltet, bis es Zimmertemperatur erreicht hat. Verwenden Sie als Betriebsspannung für die Schaltungen der einzelnen Aufgaben nur Spannungen von maximal 60 V DC und 25 V AC. Beachten Sie zusätzlich die Angaben zur maximalen Betriebsspannung der eingesetzten Komponenten. Stellen Sie elektrische Anschlüsse nur in spannungslosem Zustand her! Bauen Sie elektrische Anschlüsse nur in spannungslosem Zustand ab! Verwenden Sie für die elektrischen Anschlüsse nur Verbindungsleitungen mit Sicherheitssteckern. Ziehen Sie beim Abbauen der Verbindungsleitungen nur an den Sicherheitssteckern, nicht an den Leitungen. Schließen Sie das Speicher-Oszilloskop immer über einen Trenntransformator an die Netzspannungsversorgung an. VIII Festo Didactic GmbH & Co. KG
9 Trainingspaket Grundlagen Wechselstromtechnik (TP 1011) Das Trainingspaket TP 1011 besteht aus einer Vielzahl von einzelnen Ausbildungsmitteln. Gegenstand dieses Teils des Trainingspaketes TP 1011 sind die Grundlagen Wechselstromtechnik. Einzelne Komponenten aus dem Trainingspaket TP 1011 können auch Bestandteil anderer Pakete sein. Wichtige Komponenten des TP 1011 Fester Arbeitsplatz mit Universal-Steckfeld EduTrainer Bauteilsatz Elektrotechnik/Elektronik mit Brückensteckern und Sicherheits-Laborleitungen Grundlagen-Netzteil EduTrainer Komplette Laboreinrichtungen Medien Die Teachware zum Trainingspaket TP 1011 besteht aus Fach- und Tabellenbüchern und Arbeitsbüchern. Die Fachbücher vermitteln anschaulich und übersichtlich die Grundlagen zu Wechselstromtechnik. Die Arbeitsbücher enthalten zu jeder Aufgabe die Aufgabenblätter, die Lösungen zu jedem einzelnen Arbeitsblatt und eine CD-ROM. Ein Satz gebrauchsfertiger Aufgaben- und Arbeitsblätter zu jeder Aufgabe wird mit jedem Arbeitsbuch geliefert. Datenblätter zu den Hardware-Komponenten werden mit dem Trainingspaket und auf der CD-ROM zur Verfügung gestellt. Medien Fachbücher Tabellenbuch Arbeitsbücher Digitale Lernprogramme Fachkunde Elektroberufe Elektrotechnik Elektrotechnik/Elektronik Grundlagen Gleichstromtechnik Grundlagen Wechselstromtechnik Grundlagen Halbleiter Grundschaltungen der Elektronik WBT Elektrik 1 Grundlagen der Elektrotechnik WBT Elektrik 2 Gleich- und Wechselstromschaltkreise WBT Elektronik 1 Grundlagen der Halbleitertechnik WBT Elektronik 2 Integrierte Schaltkreise WBT Elektrische Schutzmaßnahmen Übersicht der Medien zum Trainingspaket TP 1011 Als Software zum Trainingspaket TP 1011 stehen die digitalen Lernprogramme Elektrik 1, Elektrik 2, Elektronik 1, Elektronik 2 und Elektrische Schutzmaßnahmen zur Verfügung. Diese Lernprogramme beschäftigen sich ausführlich mit den Grundlagen der Elektrik/Elektronik. Die Lerninhalte sind sowohl fachsystematisch als auch anwendungsbezogen an praxisnahen Fallbeispielen dargestellt. Die Medien werden in mehreren Sprachen angeboten. Weitere Ausbildungsmittel ersehen Sie aus unseren Katalogen und im Internet. Festo Didactic GmbH & Co. KG IX
10 Lernziele Grundlagen Wechselstromtechnik Sie können die Kenngrößen in der Wechselstromtechnik beschreiben und mit diesen Kenngrößen Berechnungen durchführen. Sie kennen die unterschiedlichen Darstellungsformen für Wechselstromgrößen. Sie können Kenngrößen des Wechselstroms mit dem Oszilloskop messtechnisch erfassen und auswerten. Sie kennen das Verhalten des Ohm schen Widerstandes im Wechselstromkreis. Sie können das Verhalten des Kondensators im Wechselstromkreis beschreiben. Sie können den kapazitiven Blindwiderstand eines Kondensators ermitteln und berechnen. Sie können die Phasenverschiebung von Strom und Spannung am Kondensator im Wechselstromkreis messtechnisch ermitteln und auswerten. Sie können die kapazitive Blindleistung ermitteln und berechnen. Sie können die Kapazität in Reihen- und Parallelschaltung von Kondensatoren berechnen. Sie können die Reihen- und Parallelschaltung von Kondensatoren messtechnisch untersuchen und Gesetzmäßigkeiten ableiten. Sie kennen Aufbau, Einsatz und Kenngrößen einer Spule. Sie können das Ein-/Ausschaltverhalten einer Spule messtechnisch analysieren. Sie wissen, wie sich die Selbstinduktion einer Spule auf ihr Verhalten auswirkt. Sie können das Verhalten einer Spule im Wechselstromkreis beschreiben. Sie können die Induktivität und den induktiven Blindwiderstand einer Spule bestimmen. Sie können die Phasenverschiebung von Strom und Spannung an der Spule im Wechselstromkreis messtechnisch ermitteln und auswerten. Sie können Zeiger- und Liniendiagramme zur Addition von Wechselgrößen in RC-Schaltungen anwenden. Sie kennen RC-Glieder als frequenzabhängige Spannungsteiler. Sie können RC-Glieder als Hoch- und Tiefpassfilter einsetzen. Sie kennen die Bedeutung von Blindleistung im öffentlichen Stromversorgungsnetz. Sie können den Leistungsfaktor cos φ messen und anwenden. Sie können die RLC-Parallelschaltung als Kompensationsschaltung für Blindleistung berechnen anwenden. Sie kennen den Zusammenhang und die Darstellung von Wirkleistung, Blindleistung und Scheinleistung. Sie können Zeiger- und Liniendiagramme zur Addition von Wechselgrößen in gemischten Schaltungen anwenden. Sie kennen das Prinzip der Erzeugung von Dreiphasen-Wechselspannung. Sie kennen die Grundschaltungen Stern- und Dreieckschaltung in Drehstromsystemen und können diese aufbauen. Sie können die Leistung in Stern- und Dreieckschaltungen messen und berechnen. Sie können gezielt einzelne Phasen eines Drehstromsystems zur Leistungserzeugung nutzen. Sie wissen, wie sich der Ausfall einer Phase auf die Leistung eines Verbrauchers in Sternschaltung auswirkt. X Festo Didactic GmbH & Co. KG
11 Zuordnung von Lernzielen und Aufgaben Grundlagen Wechselstromtechnik Lernziel Aufgabe Sie können die Kenngrößen in der Wechselstromtechnik beschreiben und mit diesen Kenngrößen Berechnungen durchführen. Sie kennen die unterschiedlichen Darstellungsformen für Wechselstromgrößen. Sie können Kenngrößen des Wechselstroms mit dem Oszilloskop messtechnisch erfassen und auswerten. Sie kennen das Verhalten des Ohms chen Widerstandes im Wechselstromkreis. Sie können das Verhalten des Kondensators im Wechselstromkreis beschreiben. Sie können den kapazitiven Blindwiderstand eines Kondensators ermitteln und berechnen. Sie können die Phasenverschiebung von Strom und Spannung am Kondensator im Wechselstromkreis messtechnisch ermitteln und auswerten. Sie können die kapazitive Blindleistung ermitteln und berechnen. Sie können die Kapazität in Reihen- und Parallelschaltung von Kondensatoren berechnen. Sie können die Reihen- und Parallelschaltung von Kondensatoren messtechnisch untersuchen und Gesetzmäßigkeiten ableiten. Sie kennen Aufbau, Einsatz und Kenngrößen einer Spule. Sie können das Ein-/Ausschaltverhalten einer Spule messtechnisch analysieren. Sie wissen, wie sich die Selbstinduktion einer Spule auf ihr Verhalten auswirkt. Festo Didactic GmbH & Co. KG XI
12 Aufgabe Lernziel Sie können das Verhalten einer Spule im Wechselstromkreis beschreiben. Sie können die Induktivität und den induktiven Blindwiderstand einer Spule bestimmen. Sie können die Phasenverschiebung von Strom und Spannung an der Spule im Wechselstromkreis messtechnisch ermitteln und auswerten. Sie können Zeiger- und Liniendiagramme zur Addition von Wechselgrößen in RC-Schaltungen anwenden. Sie kennen RC-Glieder als frequenzabhängige Spannungsteiler. Sie können RC-Glieder als Hoch- und Tiefpassfilter einsetzen. Sie kennen die Bedeutung von Blindleistung im öffentlichen Stromversorgungsnetz. Sie können den Leistungsfaktor cos φ messen und anwenden. Sie können die RLC-Parallelschaltung als Kompensationsschaltung für Blindleistung berechnen anwenden. Sie kennen den Zusammenhang und die Darstellung von Wirkleistung, Blindleistung und Scheinleistung. Sie können Zeiger- und Liniendiagramme zur Addition von Wechselgrößen in gemischten Schaltungen anwenden. Sie kennen das Prinzip der Erzeugung von Dreiphasen- Wechselspannung. Sie kennen die Grundschaltungen Stern- und Dreieckschaltung in Drehstromsystemen und können diese aufbauen. Sie können die Leistung in Stern- und Dreieckschaltungen messen und berechnen. Sie können gezielt einzelne Phasen eines Drehstromsystems zur Leistungserzeugung nutzen. Sie wissen, wie sich der Ausfall einer Phase auf die Leistung eines Verbrauchers in Sternschaltung auswirkt. XII Festo Didactic GmbH & Co. KG
13 Gerätesatz Das Arbeitsbuch Grundlagen Wechselstromtechnik vermittelt Kenntnisse über den Aufbau und die Funktion der Bauelemente Kondensator und Spule sowie über das Verhalten der Bauelemente in Grundschaltungen und einfachen Anwendungsschaltungen. Der Gerätesatz Grundlagen der Elektrotechnik/Elektronik TP 1011 enthält alle Komponenten, die für die Erarbeitung der vorgegebenen Lernziele erforderlich sind. Zum Aufbau und zur Auswertung funktionsfähiger Schaltungen werden zusätzlich zwei Digital-Multimeter und Sicherheits-Laborleitungen benötigt. Gerätesatz Grundlagen der Elektrotechnik/Elektronik, Bestell-Nr Komponente Bestell-Nr. Menge Grundlagen-Netzteil EduTrainer Universal-Steckfeld EduTrainer Bauteilesatz Elektrotechnik/Elektronik Satz Brückenstecker, 19 mm, grau-schwarz Übersicht Bauteilesatz Elektrotechnik/Elektronik, Bestell-Nr Komponente Menge Widerstand, 10 /2 W 1 Widerstand, 22 /2 W 2 Widerstand, 33 /2 W 1 Widerstand, 100 /2 W 2 Widerstand, 220 /2 W 1 Widerstand, 330 /2 W 1 Widerstand, 470 /2 W 2 Widerstand, 680 /2 W 1 Widerstand, 1 k/2 W 3 Widerstand, 2,2 k/2 W 2 Widerstand, 4,7 k/2 W 2 Widerstand, 10 k/2 W 3 Widerstand, 22 k/2 W 3 Widerstand, 47 k/2 W 2 Widerstand, 100 k/2 W 2 Widerstand, 1 M/2 W 1 Festo Didactic GmbH & Co. KG XIII
14 Komponente Menge Potentiometer, 1 k/0,5 W 1 Potentiometer, 10 k/0,5 W 1 Widerstand, temperaturabhängig (NTC), 4,7 k/0,45 W 1 Widerstand, lichtabhängig (LDR), 100 V/0,2 W 1 Widerstand, spannungsabhängig (VDR), 14 V/0,05 W 1 Kondensator, 100 pf/100 V 1 Kondensator, 10 nf/100 V 2 Kondensator, 47 nf/100 V 1 Kondensator, 0,1 μf/100 V 2 Kondensator, 0,22 μf/100 V 1 Kondensator, 0,47 μf/100 V 2 Kondensator, 1,0 μf/100 V 2 Kondensator, 10 μf/250 V, gepolt 2 Kondensator, 100 μf/63 V, gepolt 1 Kondensator, 470 μf/50 V, gepolt 1 Spule, 100 mh/50 ma 1 Diode, AA118 1 Diode, 1N Z-Diode, ZPD 3,3 1 Z-Diode, ZPD 10 1 Diac, 33 V/1 ma 1 NPN-Transistor, BC140, 40 V/1 A 2 NPN-Transistor, BC547, 50 V/100 ma 1 PNP-Transistor, BC160, 40 V/1 A 1 P-Kanal-JFET-Transistor, 2N3820, 20 V/10 ma 1 N-Kanal-JFET-Transistor, 2N3819, 25 V/50 ma 1 UNIJUNCTION-Transistor, 2N2647, 35 V/50 ma 1 P-Kanal-MOSFET-Transistor, BS250, 60 V/180 ma 1 Thyristor, TIC 106, 400 V/5 A 1 Triac, TIC206, 400 V/4 A 1 Transformatorspule, N = Transformatorspule, N = Transformatoreisenkern mit Halter 1 Leuchtmelder, 12 V/62 ma 1 Leuchtdiode (LED), 20 ma, blau 1 Leuchtdiode (LED), 20 ma, rot oder grün 1 Wechsler 1 XIV Festo Didactic GmbH & Co. KG
15 Grafische Symbole des Gerätesatzes Komponente Grafisches Symbol Komponente Grafisches Symbol Widerstand Z-Diode Potentiometer Diac Widerstand, temperaturabhängig (NTC) NPN-Transistor Widerstand, lichtabhängig (LDR) PNP-Transistor Widerstand, spannungsabhängig (VDR) P-Kanal-JFET-Transistor U Kondensator N-Kanal-JFET-Transistor Kondensator, gepolt UNIJUNCTION-Transistor Spule P-Kanal-MOSFET-Transistor Diode Thyristor Festo Didactic GmbH & Co. KG XV
16 Komponente Grafisches Symbol Komponente Grafisches Symbol Triac LED blau Transformatorspule LED rot oder grün Leuchtmelder Wechsler XVI Festo Didactic GmbH & Co. KG
17 Zuordnung von Komponenten und Aufgaben Grundlagen Wechselstromtechnik Aufgabe Komponente Widerstand, 100 /2 W 1 Widerstand, 470 /2 W 1 1 Widerstand, 1 k/2 W Widerstand, 4,7 k/2 W 1 Widerstand, 10 k/2 W 1 Widerstand, 22 k/2 W 1 Widerstand, spannungsabhängig (VDR), 14 V/0,05W 1 Kondensator, 100 pf/100 V 1 Kondensator, 10 nf/100 V 1 1 Kondensator, 47 nf/100 V 1 Kondensator, 0,1 μf/100 V 1 Kondensator, 0,22 μf/100 V Kondensator, 0,47 μf/100 V 1 Kondensator, 1,0 μf/100 V 1 Spule, 100 mh/50 ma Transformatorspule, N = Transformatorspule, N = Digital-Multimeter Oszilloskop, 2-Kanal Grundlagen-Netzteil EduTrainer Festo Didactic GmbH & Co. KG XVII
18 Hinweise für Lehrer/Ausbilder Lernziele Das Groblernziel des vorliegenden Arbeitsbuchs ist das Analysieren und Auswerten von einfachen Grundschaltungen mit Widerstand, Kondensator und Spule an Wechselspannung. Die Erkenntnisse werden durch theoretische Fragestellungen, durch den praktischen Aufbau der Schaltungen und das Messen von elektrischen Größen gewonnen. Durch diese direkte Wechselwirkung von Theorie und Praxis ist ein schneller und nachhaltiger Lernfortschritt gewährleistet. Die Feinlernziele sind in der Matrix dokumentiert. Konkrete Einzellernziele sind jeder Aufgabenstellung zugeordnet. Richtzeit Die benötigte Zeit für das Durcharbeiten der Aufgabenstellungen hängt vom Vorwissen der Lernenden ab. Pro Aufgabe kann angesetzt werden: ca. 1 bis 1,5 Stunden. Komponenten des Gerätesatzes Arbeitsbuch, Aufgabensammlung und Gerätesatz sind aufeinander abgestimmt. Für alle 10 Aufgaben benötigen Sie nur Komponenten eines Gerätesatzes TP Normen Im vorliegenden Arbeitsbuch werden die folgenden Normen angewendet: EN bis EN Graphische Symbole für Schaltpläne EN Industrielle Systeme, Anlagen und Ausrüstungen und Industrieprodukte; Strukturierungsprinzipien und Referenzkennzeichnung DIN VDE Errichten von Niederspannungsanlagen Allgemeine Grundsätze, (IEC ) Bestimmungen, allgemeiner Merkmale, Begriffe DIN VDE Errichten von Niederspannungsanlagen Schutzmaßnahmen (IEC ) Schutz gegen elektrischen Schlag Kennzeichnungen im Arbeitsbuch Lösungstexte und Ergänzungen in Grafiken oder Diagrammen sind rot dargestellt. Ausnahme: Angaben und Auswertungen zu Strom sind immer rot dargestellt, Angaben und Auswertungen zur Spannung sind immer blau dargestellt. Kennzeichnungen in der Aufgabensammlung Zu ergänzende Texte sind durch Raster oder graue Tabellenzellen gekennzeichnet. Zu ergänzende Grafiken sind durch Raster hinterlegt. Hinweise für den Unterricht Hier werden zusätzliche Informationen zur didaktisch-methodischen Vorgehensweise oder zu den Bauelementen gegeben. Diese Hinweise sind in der Aufgabensammlung nicht enthalten. XVIII Festo Didactic GmbH & Co. KG
19 Lösungen Die in diesem Arbeitsbuch angegebenen Lösungen sind Ergebnisse von Testmessungen. Die Resultate Ihrer Messungen können von diesen Daten abweichen. Lernfelder Für den Ausbildungsberuf Elektroniker/in ist das Ausbildungsthema Grundlagen Wechselstromtechnik dem Lernfeld 1 der Berufschule zugeordnet. Struktur der Aufgaben Alle 10 Aufgaben haben den gleichen methodischen Aufbau. Die Aufgaben sind gegliedert in: Titel Lernziele Problemstellung Schaltung oder Lageplan Arbeitsauftrag Arbeitshilfen Arbeitsblätter Das Arbeitsbuch enthält die Lösungen zu jedem Arbeitsblatt der Aufgabensammlung. Bezeichnung der Komponenten Die Bezeichnung der Komponenten in den Schaltplänen erfolgt in Anlehnung an die Norm DIN EN In Abhängigkeit der Komponente werden Buchstaben vergeben. Mehrere Komponenten innerhalb eines Schaltkreises werden durchnummeriert. Widerstände: R, R1, R2,... Kondensatoren: C, C1, C2, Spulen: L, L1, L2, Signalgeräte: P, P1, P2,... Hinweis Werden Widerstände, Kondensatoren oder Spulen als physikalische Größen interpretiert, ist der Buchstabe zur Bezeichnung kursiv dargestellt (Formelzeichen). Sind Ziffern zur Nummerierung erforderlich, werden diese als Indizes behandelt und tiefgestellt. Festo Didactic GmbH & Co. KG XIX
20 Inhalte der CD-ROM Das Arbeitsbuch ist auf der mitgelieferten CD-ROM als pdf-datei gespeichert. Zusätzlich stellt die CD-ROM Ihnen ergänzende Medien zur Verfügung. Die CD-ROM enthält folgende Ordner: Bedienungsanleitungen Bilder Produktinformationen Bedienungsanleitungen Bedienungsanleitungen für verschiedene Komponenten des Trainingspakets stehen zur Verfügung. Diese Anleitungen helfen bei Einsatz und Inbetriebnahme der Komponenten. Bilder Fotos und Grafiken von Komponenten und industriellen Anwendungen werden bereitgestellt. Hiermit können eigene Aufgabenstellungen illustriert werden. Auch Projektpräsentationen können durch den Einsatz dieser Abbildungen ergänzt werden. Produktinformationen Für ausgesuchte Komponenten erhalten Sie Produktinformationen des Herstellers. Die Darstellung und Beschreibung der Komponenten in dieser Form soll zeigen, wie diese Komponenten in einem industriellen Katalog dargestellt sind. Zusätzlich finden Sie hier ergänzende Informationen zu den Komponenten. XX Festo Didactic GmbH & Co. KG
21 Aufgabe 1 Erfassen und Darstellen von Kenngrößen in der Wechselstromtechnik Lernziele Wenn Sie diese Aufgabe bearbeitet haben, können Sie die Kenngrößen in der Wechselstromtechnik beschreiben und mit diesen Kenngrößen Berechnungen durchführen. kennen Sie die unterschiedlichen Darstellungsformen für Wechselstromgrößen. können Sie Kenngrößen des Wechselstroms mit dem Oszilloskop messtechnisch erfassen und auswerten. kennen Sie das Verhalten des Ohm schen Widerstandes im Wechselstromkreis. Problemstellung Sie arbeiten künftig im Bereich Qualitätssicherung und werden dort fehlerhafte elektronische Schaltungen prüfen. Um sich einzuarbeiten, führen Sie Messungen an einfachen Wechselstromschaltungen durch. Schaltung G U R L Wechselstromschaltung mit Oszilloskop Festo Didactic GmbH & Co. KG
22 Arbeitsaufträge 1. Beschreiben Sie, wie Wechselspannung definiert ist. 2. Beantworten Sie die Fragen zur Zeiger- und Liniendarstellung von Wechselgrößen. 3. Erläutern Sie die wichtigsten Kenngrößen im Wechselstrom. 4. Machen Sie sich mit der Arbeitsweise des Oszilloskops vertraut und beantworten Sie die Fragen. 5. Führen Sie erste Messungen mit dem Oszilloskop durch. 6. Untersuchen Sie den Strom-, Spannungs- und Leistungsverlauf in einer einfachen Widerstandsschaltung. Arbeitshilfen Fachbücher, Tabellenbücher Datenblätter WBT Elektrik 1 Internet Hinweis Schalten Sie die elektrische Spannungsversorgung erst ein, nachdem Sie alle Anschlüsse hergestellt und kontrolliert haben. Schalten Sie die Spannungsversorgung nach Abschluss der Aufgabe wieder aus, bevor Sie die Komponenten abbauen. 2 Festo Didactic GmbH & Co. KG
23 Beschreiben von Wechselspannung Beschreiben Sie, wie Wechselspannung definiert ist. Wechselspannung ist eine Spannung, die periodisch ihre Polarität (Richtung) und ihren Wert ändert. Die Abbildung zeigt drei häufige zeitliche Verläufe von Wechselgrößen. Tragen Sie den Namen des Kurvenverlaufs in die Darstellung ein. Signalverlauf Bezeichnung u T 2 T t Sinusverlauf u Dreiecksverlauf T 2 T t u T 2 T t Rechtecksverlauf Typische elektrische Signalformen Festo Didactic GmbH & Co. KG
24 Erläutern der Zeigerdarstellung und Liniendarstellung für Wechselspannung Aus dem umlaufenden Zeiger im Kreis kann die Sinuslinie der Wechselspannung konstruiert werden. Der Radius des Kreises entspricht der Amplitude der Sinusschwingung und wird bezeichnet mit U S. u U S U S α u α π 2 π 3π 2 2π α, t -U S Zeigerdarstellung und Liniendarstellung einer sinusförmigen Wechselspannung Geben Sie die Formel zur Berechnung des momentanen Spannungswertes u an. Es gilt: Gegenkathete u sin Hypotenuse U S Daraus ergibt sich für den Augenblickswert u: u U S sin Je höher die Frequenz der Sinusschwingung, umso kürzer ist die Periodendauer und umso schneller dreht sich der dazugehörige Zeiger. Als Maß für die Geschwindigkeit der Zeigerbewegung wird die Kreisfrequenzω verwendet. Geben sie die Formel für die Berechnung des Augenblickswert u in Abhängigkeit von ω an. Ergänzen Sie dazu auch das Diagramm mit der Sinuskurve. Tragen Sie unter die Winkelangabe im Gradmaß die entsprechende Angabe im Bogenmaß. Formel zur Berechnung der Augenblickswerte u: u U sin( t) S 4 Festo Didactic GmbH & Co. KG
25 Beschreiben der Kenngrößen im Wechselstrom Wenn Sie in der Wechselstromtechnik arbeiten, benötigen sie den sicheren Umgang mit den Kenngrößen des Wechselstroms. Beschreiben Sie kurz die wichtigsten Kenngrößen der Wechselstromtechnik. Ergänzen Sie hierzu die entsprechenden Tabellenfelder. Kenngröße Formelzeichen bzw. Formel Beschreibung Spitze-Spannung U S U S Höchster bzw. niedrigster Wert der Wechselspannung, auch Amplitude oder Scheitelwert genannt. Spitze-Strom I S I S Höchster bzw. niedrigster Wert des Wechselstroms Spitze-Spitze- Spannung U SS U SS 2 U Differenz zwischen positivem und negativem Spitzenwert. S Bei sinusförmiger Spannung: U SS beträgt das Doppelte der Amplitude. Effektivspannung U eff U U S eff 2 Der Effektivwert ist der Wechselspannungswert, der die gleiche Leistung an einem Ohm schen Widerstand bewirkt wie eine Gleichspannung mit diesem Wert. Effektivstrom I eff I eff I S 2 Der Effektivwert ist der Wechselstrom, der die gleiche Leistung an einem Ohm schen Widerstand bewirkt wie ein Gleichstrom mit diesem Wert. Periodendauer T in s T Eine Periode (Vollschwingung mit positiver und negativer Halbwelle) dauert eine gewisse Zeit. Diese Zeit heißt Periodendauer T. Frequenz f in Hz 1 f T Kreisfrequenz in 1 s Anzahl der Perioden pro Sekunde 2 f Pro Zeiteinheit überstrichener Winkel im Bogenmaß Augenblickswert u u US sin( t) Zeitabhängiger Momentanwert einer sinusförmigen Wechselspannung Augenblickswert i i I S sin( t) Zeitabhängiger Momentanwert eines sinusförmigen Wechselstroms Kenngrößen in der Wechselstromtechnik Festo Didactic GmbH & Co. KG
26 Zeichnen Sie einige der Kenngrößen in die Darstellung der sinusförmigen Wechselspannung ein. Bezeichnen Sie dazu die vorgegebenen Ziffern mit der passenden Kenngröße. u t 4 Sinusförmige Wechselspannung Ziffer Bezeichnung 1 Spitze-Wert U S 2 Spitze-Spitze-Wert U SS 3 Effektivspannung U eff 4 Periodendauer T Beschreiben der Grundfunktionen eines Oszilloskops Ein Oszilloskop verfügt über viele Einstell- und Anschlussmöglichkeiten, die je nach Bauart und Modell unterschiedlich sind. Bestimmte Grundeinstellungen sind in der Regel bei jedem Oszilloskop vorhanden. AUTORANGE SAVE/RECALL MEASURE ACQUIRE HELP AUTOSET REF MENU UTILITY CURSOR DISPLAY DEFAULT SETUP SINGLE SEQ RUN/ STOP SAVE PRINT VERTICAL POSITION HORIZONTAL POSITION TRIGGER LEVEL CH1 MENU MATH MENU CH2 MENU HORIZ MENU SET TO ZERO TRIG MENU SET TO 50% VOLT/DIV SEC/DIV FORCE TRIG TRIG VIEW CH1 CH2 EXT.TRIG. USB Flash Drive Beispiel eines Oszilloskops 6 Festo Didactic GmbH & Co. KG
27 Informieren Sie sich, wie das Oszilloskop funktioniert, das Ihnen für Messungen zur Verfügung steht. Ergänzen Sie in der Tabelle die Bezeichnung der Bedienelemente, mit der die beschriebenen Funktionen ausgelöst werden. Bedienelement Schalter 0/I Drehknopf POSITION CH1 Drehknopf VOLTS/DIV (CH1) Taste CH1 MENU Drehknopf POSITION Drehknopf SEC/DIV Kurzbeschreibung Netzschalter Positioniert das Signal von Kanal 1 (CH1) vertikal. Stellt die Empfindlichkeit des Eingangssignals CH1 vertikal ein. Schaltet die Anzeige von Kanal 1 ein oder aus. Positioniert alle Signale horizontal. Stellt die Zeitablenkung für die Signale ein. Taste CH1 MENU -> Tastkopf Tastkopfeinstellung für Kanal 1 Taste CH1 MENU -> Kopplung Taste CH1 MENU -> Invertieren Taste TRIG MENU Taste TRIG MENU -> Flanke Eingangsstecker EXT. TRIG. Stellt für Kanal 1 ein: DC, AC, Ground. Ground bedeutet: schaltet den Kanal auf Masse. Stellt das Signal von Kanal CH1 invertiert dar. Triggereinstellungen Stellt als Triggerart Flanke ein. Eingangsstecker für eine externe Triggerquelle. CH1 Messkanal 1 CH2 Messkanal 2 Grundfunktionen eines Oszilloskops Hinweis für den Unterricht Die Grundfunktionen und die Bedienelemente sind am Beispiel des 2-Kanal-Digitalspeicher- OszilloskopsTektronix TDS 1002B gezeigt. Beschreiben Sie, was die Triggerfunktion bei Aufzeichnungen am Oszilloskop bewirkt. Mit der Triggerfunktion wird erreicht, dass bei periodischen Signalen der Startzeitpunkt des Strahls auf dem Bildschirm des Oszilloskops bei dem gleichen Amplitudenwert liegt wie bei der vorhergehenden Signaldarstellung. Es entsteht ein scheinbar stehendes Bild. Festo Didactic GmbH & Co. KG
28 Beim Erstellen von Oszilloskop-Bildern gehen Sie wie folgt vor: Vergewissern Sie sich, dass die X- und Y-Ablenkung kalibriert sind. Stellen Sie sicher, dass die Nulllinie dort ist, wo Sie diese haben wollen. Wenn Sie eine Frequenz am Funktionsgenerator einstellen, messen Sie die Frequenz mit dem Oszilloskop, ob diese auch stimmt. Stellen Sie beim Zeichnen immer mindestens eine Periode dar. Tragen Sie in die Zeichnung immer die Nulllinie ein. Tragen Sie in die Zeichnung immer die Zeitablenkung ein. Tragen Sie in die Zeichnung immer die Spannungsablenkung von jedem benutzten Kanal ein (CH1 und CH2). Achten Sie auf den Zeitbezug der Signale untereinander beim Abzeichnen. Triggern Sie immer mit dem langsamsten Signal. Einstellungen am Oszilloskop: U SS T Y = 2 V/DIV X = 0,1 ms/div Messbeispiel zum Oszilloskop Werten Sie die Messergebnisse des Oszilloskop-Bildes aus. Ermitteln Sie die Spitze-Spitze-Spannung U SS und die Periodendauer T. Spitze-Spitze-Spannung U SS : U SS entspricht 4 Skalenteilen (DIV). V USS 4DIV2 8V DIV Periodendauer T: T entspricht 6 Skalenteilen. ms T 6DIV01, 06ms, DIV 8 Festo Didactic GmbH & Co. KG
29 Messen mit dem Oszilloskop Untersuchen Sie mit dem Oszilloskop-Bildschirm den zeitlichen Verlauf einer Wechselspannung. Bauen Sie die Schaltung auf. G U Y 1 Schaltung zum Oszilloskopieren einer sinusförmigen Wechselspannung Kennzeichnung Benennung Werte Oszilloskop 2-Kanal Grundlagen-Netzteil EduTrainer Geräteliste Schließen Sie den Funktionsgenerator an. Nehmen Sie die Einstellungen für die Messbereiche am Oszilloskop wie angegeben vor. Stellen Sie am Funktionsgenerator Frequenz und Spannung so ein, dass sie einen Spannungsverlauf wie im unten abgebildeten Oszilloskop-Diagramm erhalten. Festo Didactic GmbH & Co. KG
30 Einstellungen am Oszilloskop Kanal 1: Y 1 = 1 V/DIV Zeitablenkung: 0(Y) 1 X = 0,1 ms/div Oszilloskop-Diagramm der zu untersuchenden Wechselspannung Messen Sie die Spitze-Spitze-Spannung U SS und die Periodendauer T. Spitze-Spitze-Spannung U SS : V USS 6DIV1 6V DIV Periodendauer T: ms T 10 DIV 0, 1 1 ms DIV Ermitteln Sie rechnerisch aus den Messwerten die Spitze-Spannung U S, die Effektivspannung U eff und die Frequenz f. Spitze-Spannung U S : USS 6V US 3V 2 2 Effektivspannung U eff : US 3V U eff 212V, 2 2 Frequenz f: f 110 1kHz T 1ms s 10 Festo Didactic GmbH & Co. KG
31 Messen Sie den Effektivwert U eff mit dem Digital-Multimeter. Vergleichen Sie den gemessenen Effektivwert mit dem rechnerisch ermittelten Effektivwert. U eff gemessen: U eff = 2,01 V U eff berechnet: U eff = 2,12 V Geringe Abweichungen zwischen den gemessenen und den errechneten Werten sind durch Messfehler und Toleranzen der Bauteile bestimmt. Messen von Spannung, Strom und Leistung am Ohm schen Widerstand Stellen Sie den zeitlichen Verlauf von Wechselspannung und Wechselstrom an einem Ohm schen Widerstand dar. Konstruieren Sie aus den Augenblickswerten für Strom und Spannung die Leistungskurve für den Widerstand. Vergleichen Sie diese Leistungskurve mit der Leistungskurve an einer vergleichbaren Gleichspannung. Beschreiben Sie, wie der Verlauf von Strömen mit dem Oszilloskop dargestellt werden kann. Um den Strom messen zu können, muss der Stromkreis um einen Strommesswiderstand R M erweitert werden. Mit dem Oszilloskop wird der Spannungsabfall U RM am Strommesswiderstand ermittelt und daraus der Strom berechnet, der durch die Schaltung fließt. Beschreiben Sie, was man unter einem Wirkwiderstand versteht. Ein Ohm scher Widerstand wird in der Wechselstromtechnik Wirkwiderstand genannt. Der Wirkwiderstand hat im Wechselstromkreis die gleiche Wirkung wie im Gleichstromkreis. Er wirkt auf die elektrische Energie und wandelt sie in Wärme, Licht oder mechanische Energie um. Die am Wirkwiderstand umgesetzte Leistung wird auch als Wirkleistung bezeichnet. Festo Didactic GmbH & Co. KG
32 Geben Sie die Formel zur Berechnung des Stroms I am Wirkwiderstand R an. I U R Spannung und Strom am Wirkwiderstand Y 1 R L U RL G US = 6,6 V (Sinus) f = 1 khz R M U RM Y 2 Widerstandsschaltung mit R L = 1 k, R M = 100, U S = 6,6 V, f = 1 khz Kennzeichnung Benennung Werte R L Widerstand 1 k/2w R M Widerstand 100 /2 W Oszilloskop 2-Kanal Grundlagen-Netzteil EduTrainer Geräteliste Hinweis Damit die Spannungen U RL und U RM gleichzeitig auf dem Oszilloskop dargestellt werden können, wird der Bezugspunkt der beiden Spannungen zwischen die beiden Widerstände gelegt. Das führt dazu, dass das Spannungssignal U RM invertiert werden muss. Achten Sie darauf, dass durch das Anschließen der beiden Messkanäle am Oszilloskop keine Masseschleifen über die Schutzleiter entstehen. Schließen Sie deshalb einen Trenntransformator an. 12 Festo Didactic GmbH & Co. KG
33 Bauen Sie die Schaltung auf. Schließen Sie den Funktionsgenerator an. Stellen Sie eine Sinusspannung U S = 6,6 V mit der Frequenz f = 1 khz ein. Nehmen Sie am Oszilloskop die erforderlichen Einstellungen für die Messungen vor. Messen Sie die am Widerstand R L anliegende Sinusspannung U RL mit dem Oszilloskop. Übernehmen Sie den Spannungsverlauf in das Oszilloskop-Diagramm. Messen Sie die am Messwiderstand R M anliegende Spannung U RM mit dem Oszilloskop. Übernehmen Sie den Spannungsverlauf ebenfalls in das Oszilloskop-Diagramm. Y 1 Einstellungen am Oszilloskop Y 2 0(Y), 1 (Y 2) Kanal 1: Y 1 = 2 V/DIV Kanal 2: Y 2 = 0,5 V/DIV (invertieren) Zeitablenkung: X = 0,1 ms/div Nulllinien von Kanal 1 und Kanal 2 in Mittelstellung bringen Triggerung: Y 1 Oszilloskop-Diagramm für u RL und u RM Ermitteln Sie die Augenblickswerte u RL und u RM zu den Zeiten, die in im Messprotokoll angegeben sind. Tragen Sie die Augenblickswerte in das Messprotokoll ein. Berechnen Sie den Strom i und die Wirkleistung p zu den im Messprotokoll angegebenen Zeiten. Tragen Sie die Werte ebenfalls ein. Geben Sie auch die Formel zur Berechnung von p an. Formel zur Berechnung der Augenblickswerte der Leistung: p u i Stellen Sie die Stromwerte i, die Spannungswerte u und den Leistungsverlauf p im vorbereiteten Diagramm dar. Festo Didactic GmbH & Co. KG
34 Zeit t (ms) Spannung u RL (V) Spannung u RM (V) Strom i (ma) Wirkleistung p (mw) ,1 3,8 0,38 3,8 14,4 0,15 5,0 0,5 5,0 25,0 0,25 6,0 0,6 6,0 36,0 0,35 5,0 0,5 5,0 25,0 0,4 3,8 0,38 3,8 14,4 0, ,6-3,8-0,38-3,8 14,4 0,65-5,0-0,5-5,0 25,0 0,75-6,0-0,6-6,0 36,0 0,85-5,0-0,5-5,0 25,0 0,9-3,8-0,38-3,8 14,4 1, Messprotokoll mw ma V Leistung p 30 Strom i 15 Spannug u 6 u p i ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 ms 1, Zeit t Spannungs-, Strom- und Leistungsverlauf am Ohm schen Widerstand R L 14 Festo Didactic GmbH & Co. KG
35 Beschreiben Sie den Verlauf der Strom- und der Spannungskurve. Strom und Spannung verlaufen in Phase. Sie erreichen zur gleichen Zeit ihre Nulldurchgänge und Scheitelwerte. Beschreiben sie den Verlauf der Leistungskurve. Der Verlauf der Leistungskurve ist wieder sinusförmig, weist aber keine negativen Anteile auf. Die Frequenz hat sich gegenüber dem Verlauf der Spannung und des Stroms verdoppelt. Der Kurvenverlauf der Wirkleistung am Ohm schen Widerstand lässt sich durch einen konstanten mittleren Wert ersetzen. Es ist der Effektivwert der Leistung. Geben Sie die Formel zur Berechnung des Effektivwertes der Leistung P an. Peff Ueff Ieff Mit dem Ohm schen Gesetz erhält man zwei weitere Formeln zur Berechnung der Leistung: P eff 2 eff R I oder P eff U 2 eff R Geben Sie den Effektivwert der Leistung für die Widerstandsschaltung an. Us Is 6V 6mA Peff Ueff Ieff 18 mw Festo Didactic GmbH & Co. KG
36 Leistung im Gleich- und Wechselstromkreis Um die Leistung im Gleich- und Wechselstrom vergleichen zu können, ermitteln Sie die Leistungsabgabe am Ohm schen Widerstand R L = 1 k bei einer Gleichspannung von U = 4,24 V. Begründen Sie, warum die Vergleichsmessung für Gleichstrom bei einer Gleichspannung von U = 4,24 V durchgeführt wird. Die sinusförmige Wechselspannung mit U S = 6 V besitzt den Effektivwert: Us 6V U eff 424V, 2 2 Eine Gleichspannung U = 4,24 V bewirkt an einem Ohm schen Widerstand die gleiche Leistung wie der Effektivwert U eff = 4,24 V einer Wechselspannung. Messen Sie die Leistung der dargestellten Schaltung im Gleichstromkreis nach der indirekten Methode und notieren Sie die Messwerte. U = 4,24 V R L U RL Widerstandsschaltung mit R L = 1 k, U = 4,24 V Kennzeichnung Benennung Werte R L Widerstand 1 k/2w Digital-Multimeter Grundlagen-Netzteil EduTrainer Geräteliste für die Widerstandsschaltung an Gleichstrom Messwerte der elektrischen Größen für die Leistungsberechnung: U = 4,24 V I = 4,19 ma 16 Festo Didactic GmbH & Co. KG
37 Berechnen Sie aus den Messwerten die elektrische Leistung am Ohm schen Widerstand in der Gleichstrom-Schaltung. P U I 424V, 419mA=17,8mW, Tragen Sie den Kurvenverlauf der gemessenen elektrischen Größen und der berechneten elektrischen Leistung in das entsprechende Diagramm ein. Gleichstromkreis Wechselstromkreis U = 4,24 V G R L U RL U S =6V R L U RL Strom I ma Spannug U V U I 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 ms 1,0 Zeit t Strom i ma Spannug u V u i 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 ms 1,0 Zeit t Leistung P mw P Leistung p mw p 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 ms 1,0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 ms 1,0 Zeit t Zeit t Gegenüberstellung: Leistung im Gleich- und Wechselstromkreis für R L = 1 k Festo Didactic GmbH & Co. KG
38 Beschreiben Sie den Zusammenhang, der zwischen den beiden Leistungskurven besteht. Im Gleichstromkreis wird eine konstante unveränderliche Leistung abgegeben. Im Wechselstromkreis schwankt die Leistungsabgabe stark. Bei einer sinusförmigen Wechselspannung geben beide Quellen im Mittel gleiche Leistung ab, wenn der Maximalwert der Leistungsabgabe bei der Wechselspannung genau das Doppelte der zeitlich konstanten Leistung der Gleichspannungsquelle beträgt. 18 Festo Didactic GmbH & Co. KG
39 Inhalt Aufgaben und Arbeitsblätter Aufgabe 1: Erfassen und Darstellen von Kenngrößen in der Wechselstromtechnik 1 Aufgabe 2: Überprüfen des Leistungsverhaltens eines Kondensators 19 Aufgabe 3: Auswählen einer geeigneten Kapazität für einen Hochpassfilter 39 Aufgabe 4: Reduzieren von Spannungsspitzen beim Schalten einer Ventilspule 51 Aufgabe 5: Bestimmen der Induktivität einer Spule 65 Aufgabe 6: Messtechnische Untersuchung von RC-Gliedern 77 Aufgabe 7: Aufnehmen des Frequenzgangs eines Hoch- und Tiefpassfilters 89 Aufgabe 8: Kompensieren der Blindleistung für einen Elektromotor 101 Aufgabe 9: Auswählen einer Drehstromschaltung für das Anschließen eines Wand-Flachspeichers 113 Aufgabe 10: Erzeugen von unterschiedlichen Leistungsstufen für ein Heizgerät 127 Festo Didactic GmbH & Co. KG I
40 II Festo Didactic GmbH & Co. KG
41 Aufgabe 1 Erfassen und Darstellen von Kenngrößen in der Wechselstromtechnik Lernziele Wenn Sie diese Aufgabe bearbeitet haben, können Sie die Kenngrößen in der Wechselstromtechnik beschreiben und mit diesen Kenngrößen Berechnungen durchführen. kennen Sie die unterschiedlichen Darstellungsformen für Wechselstromgrößen. können Sie Kenngrößen des Wechselstroms mit dem Oszilloskop messtechnisch erfassen und auswerten. kennen Sie das Verhalten des Ohm schen Widerstandes im Wechselstromkreis. Problemstellung Sie arbeiten künftig im Bereich Qualitätssicherung und werden dort fehlerhafte elektronische Schaltungen prüfen. Um sich einzuarbeiten, führen Sie Messungen an einfachen Wechselstromschaltungen durch. Schaltung G U R L Wechselstromschaltung mit Oszilloskop Festo Didactic GmbH & Co. KG
42 Arbeitsaufträge 1. Beschreiben Sie, wie Wechselspannung definiert ist. 2. Beantworten Sie die Fragen zur Zeiger- und Liniendarstellung von Wechselgrößen. 3. Erläutern Sie die wichtigsten Kenngrößen im Wechselstrom. 4. Machen Sie sich mit der Arbeitsweise des Oszilloskops vertraut und beantworten Sie die Fragen. 5. Führen Sie erste Messungen mit dem Oszilloskop durch. 6. Untersuchen Sie den Strom-, Spannungs- und Leistungsverlauf in einer einfachen Widerstandsschaltung. Arbeitshilfen Fachbücher, Tabellenbücher Datenblätter WBT Elektrik 1 Internet Hinweis Schalten Sie die elektrische Spannungsversorgung erst ein, nachdem Sie alle Anschlüsse hergestellt und kontrolliert haben. Schalten Sie die Spannungsversorgung nach Abschluss der Aufgabe wieder aus, bevor Sie die Komponenten abbauen. 2 Name: Datum: Festo Didactic GmbH & Co. KG
43 Beschreiben von Wechselspannung Beschreiben Sie, wie Wechselspannung definiert ist. Die Abbildung zeigt drei häufige zeitliche Verläufe von Wechselgrößen. Tragen Sie den Namen des Kurvenverlaufs in die Darstellung ein. Signalverlauf Bezeichnung u T 2 T t u T 2 T t u T 2 T t Typische elektrische Signalformen Festo Didactic GmbH & Co. KG Name: Datum: 3
44 Erläutern der Zeigerdarstellung und Liniendarstellung für Wechselspannung Aus dem umlaufenden Zeiger im Kreis kann die Sinuslinie der Wechselspannung konstruiert werden. Der Radius des Kreises entspricht der Amplitude der Sinusschwingung und wird bezeichnet mit U S. u U S U S α u α α, t -U S Zeigerdarstellung und Liniendarstellung einer sinusförmigen Wechselspannung Geben Sie die Formel zur Berechnung des momentanen Spannungswertes u an. Je höher die Frequenz der Sinusschwingung, umso kürzer ist die Periodendauer und umso schneller dreht sich der dazugehörige Zeiger. Als Maß für die Geschwindigkeit der Zeigerbewegung wird die Kreisfrequenz ω verwendet. Geben sie die Formel für die Berechnung des Augenblickswert u in Abhängigkeit von ω an. Ergänzen Sie dazu auch das Diagramm mit der Sinuskurve. Tragen Sie unter die Winkelangabe im Gradmaß die entsprechende Angabe im Bogenmaß. Formel zur Berechnung der Augenblickswerte u: 4 Name: Datum: Festo Didactic GmbH & Co. KG
45 Beschreiben der Kenngrößen im Wechselstrom Wenn Sie in der Wechselstromtechnik arbeiten, benötigen sie den sicheren Umgang mit den Kenngrößen des Wechselstroms. Beschreiben Sie kurz die wichtigsten Kenngrößen der Wechselstromtechnik. Ergänzen Sie hierzu die entsprechenden Tabellenfelder. Kenngröße Formelzeichen bzw. Formel Beschreibung Spitze-Spannung U S U S Spitze-Strom I S I S Spitze-Spitze- Spannung U SS Effektivspannung U eff Effektivstrom I eff Periodendauer T in s T Frequenz f in Hz Kreisfrequenz ω in 1 s Augenblickswert u Augenblickswert i Kenngrößen in der Wechselstromtechnik Festo Didactic GmbH & Co. KG Name: Datum: 5
46 Zeichnen Sie einige der Kenngrößen in die Darstellung der sinusförmigen Wechselspannung ein. Bezeichnen Sie dazu die vorgegebenen Ziffern mit der passenden Kenngröße. u t 4 Sinusförmige Wechselspannung Ziffer Bezeichnung Beschreiben der Grundfunktionen eines Oszilloskops Ein Oszilloskop verfügt über viele Einstell- und Anschlussmöglichkeiten, die je nach Bauart und Modell unterschiedlich sind. Bestimmte Grundeinstellungen sind in der Regel bei jedem Oszilloskop vorhanden. AUTORANGE SAVE/RECALL MEASURE ACQUIRE HELP AUTOSET REF MENU UTILITY CURSOR DISPLAY DEFAULT SETUP SINGLE SEQ RUN/ STOP SAVE PRINT VERTICAL POSITION HORIZONTAL POSITION TRIGGER LEVEL CH1 MENU MATH MENU CH2 MENU HORIZ MENU SET TO ZERO TRIG MENU SET TO 50% VOLT/DIV SEC/DIV FORCE TRIG TRIG VIEW CH1 CH2 EXT.TRIG. USB Flash Drive Beispiel eines Oszilloskops 6 Name: Datum: Festo Didactic GmbH & Co. KG
Grundlagen Wechselstromtechnik
Grundlagen Wechselstromtechnik Arbeitsbuch Mit CD-ROM Y 1 Y 2 I I R I C I L φ P 90 G U R C L S QL QC Festo Didactic 567215 DE Bestell-Nr.: 567215 Stand: 10/2010 Autor: Christine Löffler Grafik: Thomas
MehrOszilloskope. Fachhochschule Dortmund Informations- und Elektrotechnik. Versuch 3: Oszilloskope - Einführung
Oszilloskope Oszilloskope sind für den Elektroniker die wichtigsten und am vielseitigsten einsetzbaren Meßgeräte. Ihr besonderer Vorteil gegenüber anderen üblichen Meßgeräten liegt darin, daß der zeitliche
MehrElektrizitätslehre. Bestimmung des Wechselstromwiderstandes in Stromkreisen mit Spulen und ohmschen Widerständen. LD Handblätter Physik P3.6.3.
Elektrizitätslehre Gleich- und Wechselstromkreise Wechselstromwiderstände LD Handblätter Physik P3.6.3. Bestimmung des Wechselstromwiderstandes in Stromkreisen mit Spulen und ohmschen Widerständen Versuchsziele
MehrBedienungsanleitung für das Tektronix Oszilloskop TDS 2002B
Bedienungsanleitung für das Tektronix Oszilloskop TDS 2002B 1.0 Darstellen von Spannungsverläufen periodischer Signale Um das Gerät in Betrieb zu nehmen, schalten Sie es zunächst mit dem Netzschalter,
Mehr1. Frequenzverhalten einfacher RC- und RL-Schaltungen
Prof. Dr. H. Klein Hochschule Landshut Fakultät Elektrotechnik und Wirtschaftsingenieurwesen Praktikum "Grundlagen der Elektrotechnik" Versuch 4 Wechselspannungsnetzwerke Themen zur Vorbereitung: - Darstellung
MehrP = U eff I eff. I eff = = 1 kw 120 V = 1000 W
Sie haben für diesen 50 Minuten Zeit. Die zu vergebenen Punkte sind an den Aufgaben angemerkt. Die Gesamtzahl beträgt 20 P + 1 Formpunkt. Bei einer Rechnung wird auf die korrekte Verwendung der Einheiten
MehrAufgaben Wechselstromwiderstände
Aufgaben Wechselstromwiderstände 69. Eine aus Übersee mitgebrachte Glühlampe (0 V/ 50 ma) soll mithilfe einer geeignet zu wählenden Spule mit vernachlässigbarem ohmschen Widerstand an der Netzsteckdose
MehrAufgabenstellung für den 1. Laborbeleg im Fach Messtechnik: Oszilloskopmesstechnik
Aufgabenstellung für den 1. Laborbeleg im Fach Messtechnik: Oszilloskopmesstechnik Untersuchen Sie das Übertragungsverhalten eines RC-Tiefpasses mit Hilfe der Oszilloskopmesstechnik 1.Es ist das Wechselstromverhalten
MehrWechselstromwiderstände
Ausarbeitung zum Versuch Wechselstromwiderstände Versuch 9 des physikalischen Grundpraktikums Kurs I, Teil II an der Universität Würzburg Sommersemester 005 (Blockkurs) Autor: Moritz Lenz Praktikumspartner:
MehrUET-Labor Analogoszilloskop 24.10.2002
Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 2. Inventarverzeichnis 3. Messdurchführung 3.1 Messung der Laborspannung 24V 3.2 Messung der Periodendauer 3.3 Messung von Frequenzen mittels Lissajousche Figuren 4. Auswertung
MehrFachhochschule Kiel Fachbereich Informatik und Elektrotechnik Labor für Grundlagen der Elektrotechnik
Fachhochschule Kiel Fachbereich Informatik und Elektrotechnik Labor für Grundlagen der Elektrotechnik Laborbericht zur Aufgabe Nr. 132 Messungen mit dem Oszilloskop Name: Name: Name: Bewertung: Bemerkungen
MehrProjekt 2HEA 2005/06 Formelzettel Elektrotechnik
Projekt 2HEA 2005/06 Formelzettel Elektrotechnik Teilübung: Kondensator im Wechselspannunskreis Gruppenteilnehmer: Jakic, Topka Abgabedatum: 24.02.2006 Jakic, Topka Inhaltsverzeichnis 2HEA INHALTSVERZEICHNIS
MehrPraktikum GEE Grundlagen der Elektrotechnik Teil 3
Grundlagen der Elektrotechnik Teil 3 Jede Gruppe benötigt zur Durchführung dieses Versuchs einen USB-Speicherstick! max. 2GB, FAT32 Name: Studienrichtung: Versuch 11 Bedienung des Oszilloskops Versuch
MehrPraktikum Grundlagen der Elektrotechnik
raktikum Grundlagen der Elektrotechnik Kondensatoren und Spulen m Wechselstromkreis (ersuch 10) Fachhochschule Fulda Fachbereich Elektrotechnik durchgeführt von (rotokollführer) zusammen mit Matrikel-Nr.
MehrPraktikum Grundlagen der Elektrotechnik 2 (GET2) Versuch 2
Werner-v.-Siemens-Labor für elektrische Antriebssysteme Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. H. Biechl Prof. Dr.-Ing. E.-P. Meyer Praktikum Grundlagen der Elektrotechnik 2 (GET2) Versuch 2 Messungen mit dem Oszilloskop
Mehr4 Kondensatoren und Widerstände
4 Kondensatoren und Widerstände 4. Ziel des Versuchs In diesem Praktikumsteil sollen die Wirkungsweise und die Frequenzabhängigkeit von Kondensatoren im Wechselstromkreis untersucht und verstanden werden.
MehrInhaltsverzeichnis. 1. Einleitung
Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 1.1 Das Analogoszilloskop - Allgemeines 2. Messungen 2.1 Messung der Laborspannung 24V 2.1.1 Schaltungsaufbau und Inventarliste 2.2.2 Messergebnisse und Interpretation
Mehr3.5. Aufgaben zur Wechselstromtechnik
3.5. Aufgaben zur Wechselstromtechnik Aufgabe : eigerdiagramme Formuliere die Gleichungen für die alteile von (t) sowie (t) und zeichne ein gemeinsames eigerdiagramm für Spannung sowie Stromstärke, wenn
MehrPraktikum Physik. Protokoll zum Versuch: Wechselstromkreise. Durchgeführt am 08.12.2011. Gruppe X
Praktikum Physik Protokoll zum Versuch: Wechselstromkreise Durchgeführt am 08.12.2011 Gruppe X Name 1 und Name 2 (abc.xyz@uni-ulm.de) (abc.xyz@uni-ulm.de) Betreuer: Wir bestätigen hiermit, dass wir das
MehrLiegt an einem Widerstand R die Spannung U, so fließt durch den Widerstand R ein Strom I.
Einige elektrische Grössen Quelle : http://www.elektronik-kompendium.de Formeln des Ohmschen Gesetzes U = R x I Das Ohmsche Gesetz kennt drei Formeln zur Berechnung von Strom, Widerstand und Spannung.
Mehr!!!! 2. Wechselstrom. 1. Einführende Grundlagen. 2. Widerstand, Kapazität und Induktivität in Wechselstromschaltkreisen
2. Wechselstrom 1. Einführende Grundlagen. 2. Widerstand, Kapazität und Induktivität in Wechselstromschaltkreisen 3. Theorie des sinusförmigen Wechselstroms. 4. Komplexe Schaltungsberechnung. 59 1.1 Einführende
MehrTechnische Informatik Basispraktikum Sommersemester 2001
Technische Informatik Basispraktikum Sommersemester 2001 Protokoll zum Versuchstag 1 Datum: 17.5.2001 Gruppe: David Eißler/ Autor: Verwendete Messgeräte: - Oszilloskop HM604 (OS8) - Platine (SB2) - Funktionsgenerator
MehrDas Oszilloskop dient zur Messung von Spannungen die sich mit der Zeit verändern. Elektronenstrahl. Vertikalablenkplatten
Das Oszilloskop dient zur Messung von Spannungen die sich mit der Zeit verändern. 14.1 Aufbau und Funktionsweise Aufbau: Vakuumröhre Elektronenstrahl Bildschirm Bildpunkt Elektronenstrahlquelle Horizontalablenkplatten
MehrCopyright by EPV. 6. Messen von Mischspannungen. 6.1. Kondensatoren. 6.2. Brummspannungen
Elektronische Schaltungen benötigen als Versorgungsspannung meistens eine Gleichspannung. Diese wird häufig über eine Gleichrichterschaltungen aus dem 50Hz-Wechselstromnetz gewonnen. Wie bereits in Kapitel
MehrGrundlagenpraktikum Elektrotechnik Teil 1 Versuch 4: Reihenschwingkreis
ehrstuhl ür Elektromagnetische Felder Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Vorstand: Pro. Dr.-Ing. Manred Albach Grundlagenpraktikum Elektrotechnik Teil Versuch 4: eihenschwingkreis Datum:
MehrPW11 Wechselstrom II. Oszilloskop Einführende Messungen, Wechselstromwiderstände, Tiefpasse (Hochpass) 17. Januar 2007
PW11 Wechselstrom II Oszilloskop Einführende Messungen, Wechselstromwiderstände, Tiefpasse (Hochpass) 17. Januar 2007 Andreas Allacher 0501793 Tobias Krieger 0447809 Mittwoch Gruppe 3 13:00 18:15 Uhr Dr.
MehrÜbung 3: Oszilloskop
Institut für Elektrische Meßtechnik und Meßsignalverarbeitung Institut für Grundlagen und Theorie der Elektrotechnik Institut für Elektrische Antriebstechnik und Maschinen Grundlagen der Elektrotechnik,
MehrLaborversuch II Messungen zur Blindleistungskompensation
MESSTECHNIK 33 Laborversuch II Messungen zur Blindleistungskompensation Leitender Dozent Studenten Prof. Dr. Metzger, Klaus Schwarick, Sebastian; Möhl, Andre ; Grimberg, Mirko Durchführung am 1. April
MehrSeite 2 E 1. sin t, 2 T. Abb. 1 U R U L. 1 C P Idt 1C # I 0 cos t X C I 0 cos t (1) cos t X L
Versuch E 1: PHASENVERSCHIEBUNG IM WECHSELSTROMKREIS Stichworte: Elektronenstrahloszillograph Komplexer Widerstand einer Spule und eines Kondensators Kirchhoffsche Gesetze Gleichungen für induktiven und
Mehr6 Wechselstrom-Schaltungen
für Maschinenbau und Mechatronik Carl Hanser Verlag München 6 Wechselstrom-Schaltungen Aufgabe 6.1 Durch ein Grundeintor C = 0,47 µf an der Sinusspannung U = 42 V fließt ein Sinusstrom mit dem Effektivwert
MehrÜbungsaufgaben zum 2. Versuch. Elektronik 1 - UT-Labor
Übungsaufgaben zum 2. Versuch Elektronik 1 - UT-Labor Bild 2: Bild 1: Bild 4: Bild 3: 1 Elektronik 1 - UT-Labor Übungsaufgaben zum 2. Versuch Bild 6: Bild 5: Bild 8: Bild 7: 2 Übungsaufgaben zum 2. Versuch
MehrGrundlagen Gleichstromtechnik
Grundlagen Gleichstromtechnik Arbeitsbuch Mit CD-ROM P 24 U L 6 mw V U L 16 12 4 3 P 8 2 4 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ma 12 I L I + R U R R 1 U 1 U U I q I L P U P R 2 U 2 R L Festo Didactic 567207 DE
MehrVorlesung: Prof. Dr.-Ing. Matthias Viehmann
Fachbereich Ingenieurwissenschaften Institut für Informatik, Automatisierung und Elektronik Praktikum: Bauelemente und Grundschaltungen Vorlesung: Prof. Dr.-Ing. Matthias Viehmann Raum: H20 / Labor Schaltungs-
MehrElektromagnetische Verträglichkeit Versuch 1
Fachhochschule Osnabrück Labor für Elektromagnetische Verträglichkeit Elektromagnetische Verträglichkeit Versuch 1 Kopplungsmechanismen auf elektrisch kurzen Leitungen Versuchstag: Teilnehmer: Testat:
MehrE 1 - Grundversuche Elektrizitätslehre
Universität - GH Essen Fachbereich 7 - Physik PHYSIKALISCHES PRAKIKUM FÜR ANFÄNGER Versuch: E 1 - Grundversuche Elektrizitätslehre Mit diesem Versuch sollen Sie in die Messung elektrischer Grundgrößen
MehrSchriftliche Abschlussprüfung Physik Realschulbildungsgang
Sächsisches Staatsministerium für Kultus Schuljahr 1992/93 Geltungsbereich: für Klassen 10 an - Mittelschulen - Förderschulen - Abendmittelschulen Schriftliche Abschlussprüfung Physik Realschulbildungsgang
MehrFachhochschule Bielefeld Fachbereich Elektrotechnik. Versuchsbericht für das elektronische Praktikum. Praktikum Nr. 2. Thema: Widerstände und Dioden
Fachhochschule Bielefeld Fachbereich Elektrotechnik Versuchsbericht für das elektronische Praktikum Praktikum Nr. 2 Name: Pascal Hahulla Matrikelnr.: 207XXX Thema: Widerstände und Dioden Versuch durchgeführt
MehrR-C-Kreise. durchgeführt am 07.06.2010. von Matthias Dräger und Alexander Narweleit
R-C-Kreise durchgeführt am 07.06.200 von Matthias Dräger und Alexander Narweleit PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN Physikalische Grundlagen. Kondensator Ein Kondensator ist ein passives elektrisches Bauelement,
MehrDie Bedienelemente eines Oszilloskops
Oszilloskop Hameg HM 303-6 Grundsätzliche Bedienelemente Die Bedienelemente eines Oszilloskops (1) Bildschirm 8x10 DIV (2) [Power] Netzschalter (3) [Intens] Helligkeit (4) [Focus] Schärfe XY-Betrieb (1)
MehrAufgabe 4.1.1. Bild 4.1. Bild 4.2. Themenbereich: Wechselstromtechnik Dreiphasenwechselstrom
4. Wechselstrom Aufgabe 4.1.1 Themenbereich: Wechselstromtechnik Dreiphasenwechselstrom Schaltungsbeschreibung: Es stehen die Anschlüsse eines symmetrischen Dreiphasenwechselstromnetzes zur Messung und
MehrTG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN 30 LABORÜBUNGEN. Inhaltsverzeichnis
TG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN Inhaltsverzeichnis 9 Einphasenwechselspannung 9.1 Induktivität einer Drosselspule (Fluoreszenzleuchte) 9.2 Induktivität ohne Eisenkern an Wechselspannung 9.3 Induktivität mit
MehrGeneboost Best.- Nr. 2004011. 1. Aufbau Der Stromverstärker ist in ein Isoliergehäuse eingebaut. Er wird vom Netz (230 V/50 Hz, ohne Erdung) gespeist.
Geneboost Best.- Nr. 2004011 1. Aufbau Der Stromverstärker ist in ein Isoliergehäuse eingebaut. Er wird vom Netz (230 V/50 Hz, ohne Erdung) gespeist. An den BNC-Ausgangsbuchsen lässt sich mit einem störungsfreien
MehrArbeitsblatt Elektrotechnik
11. Elektrotechnik Grundlagen Haustechnik Sanitär Arbeitsblatt Elektrotechnik Lernziele: SI-Einheiten nennen, anwenden und einfache Rechnungen aus führen. Den Unterschied zwischen Gleich- und Wechselstrom
MehrELEKTROTECHNISCHES PRAKTIKUM 1
Fahrzeugsysteme und Grundlagen der Elektrotechnik ehem. Pro. Dr.-Ing. J. Leohold ELEKTROTECHNISCHES PRAKTIKUM Einührungsversuch Universität Kassel Fachbereich Elektrotechnik/Inormatik Fachgebiet Fahrzeugsysteme
MehrPraktikum Elektronik 1. 1. Versuch: Oszilloskop, Einführung in die Meßpraxis
Praktikum Elektronik 1 1. Versuch: Oszilloskop, Einführung in die Meßpraxis Versuchsdatum: 0. 04. 00 Allgemeines: Empfindlichkeit: gibt an, welche Spannungsänderung am Y- bzw. X-Eingang notwendig ist,
MehrEO - Oszilloskop Blockpraktikum Frühjahr 2005
EO - Oszilloskop, Blockpraktikum Frühjahr 25 28. März 25 EO - Oszilloskop Blockpraktikum Frühjahr 25 Alexander Seizinger, Tobias Müller Assistent René Rexer Tübingen, den 28. März 25 Einführung In diesem
MehrV8 : Messen elektrischer Größen
IMR Prof. Dr.-Ing. O.Nelles MTL-V8 Messtechnik-Laboratorium V8 : Messen elektrischer Größen 8.1 Einführung Elektrische Schaltungen werden für unterschiedliche Aufgaben eingesetzt. Beispiele sind Netzgeräte
MehrGrundlagen der Elektrotechnik 1 Übungsaufgaben zur Wechselstromtechnik mit Lösung
Grundlagen der Elektrotechnik Aufgabe Die gezeichnete Schaltung enthält folgende Schaltelemente:.0kΩ, ω.0kω, ω 0.75kΩ, /ωc.0k Ω, /ωc.3kω. Die gesamte Schaltung nimmt eine Wirkleistung P mw auf. C 3 C 3
MehrWechselstromkreis mit verschiedenen Bauteilen
Wechselstromkreis mit verschiedenen Bauteilen Im Folgenden werden nun die Auswirkungen eines ohmschen Widerstands, eines induktiven Widerstands (Spule) und eines kapazitiven Widerstands (Kondensator) auf
MehrElektrische Messtechnik, Labor
Institut für Elektrische Messtechnik und Messsignalverarbeitung Elektrische Messtechnik, Labor Messverstärker Studienassistentin/Studienassistent Gruppe Datum Note Nachname, Vorname Matrikelnummer Email
MehrPhysik III - Anfängerpraktikum- Versuch 302
Physik III - Anfängerpraktikum- Versuch 302 Sebastian Rollke (103095) und Daniel Brenner (105292) 15. November 2004 Inhaltsverzeichnis 1 Theorie 2 1.1 Beschreibung spezieller Widerstandsmessbrücken...........
MehrAufgabe 1 2 3 4 5 6 Summe Note Mögliche Punkte 13 20 16 23 31 15 118 Erreichte Punkte
Universität Siegen Grundlagen der Elektrotechnik für Maschinenbauer Fachbereich 1 Prüfer : Dr.-Ing. Klaus Teichmann Datum : 11. Oktober 005 Klausurdauer : Stunden Hilfsmittel : 5 Blätter Formelsammlung
MehrElektrische Messtechnik Protokoll - Bestimmung des Frequenzgangs durch eine Messung im Zeitbereich
Elektrische Messtechnik Protokoll - Bestimmung des Frequenzgangs durch eine Messung im Zeitbereich André Grüneberg Janko Lötzsch Mario Apitz Friedemar Blohm Versuch: 19. Dezember 2001 Protokoll: 6. Januar
MehrPeter Lawall. Thomas Blenk. Praktikum Messtechnik 1. Hochschule Augsburg. Versuch 4: Oszilloskop. Fachbereich: Elektrotechnik.
Hochschule Augsburg Fachbereich: Elektrotechnik Arbeitsgruppe: 8 Praktikum Messtechnik 1 Versuch 4: Oszilloskop Arbeitstag :26.11.2009 Einliefertag: 03.12.2009 Peter Lawall Thomas Blenk (Unterschrift)
MehrPhysik & Musik. Stimmgabeln. 1 Auftrag
Physik & Musik 5 Stimmgabeln 1 Auftrag Physik & Musik Stimmgabeln Seite 1 Stimmgabeln Bearbeitungszeit: 30 Minuten Sozialform: Einzel- oder Partnerarbeit Voraussetzung: Posten 1: "Wie funktioniert ein
MehrBei Aufgaben, die mit einem * gekennzeichnet sind, können Sie neu ansetzen.
Name: Elektrotechnik Mechatronik Abschlussprüfung E/ME-BAC/DIPL Elektronische Bauelemente SS2012 Prüfungstermin: Prüfer: Hilfsmittel: 18.7.2012 (90 Minuten) Prof. Dr.-Ing. Großmann, Prof. Dr. Frey Taschenrechner
MehrKlasse : Name : Datum :
von Messgeräten; Messungen mit Strom- und Spannungsmessgerät Klasse : Name : Datum : Will man mit einem analogen bzw. digitalen Messgeräte Ströme oder Spannungen (evtl. sogar Widerstände) messen, so muss
MehrElektrotechnisches Laboratorium
E Labor Voltmeter im Wechselstromkreis 1 Höhere echnische Bundes-, Lehr- u. Versuchsanstalt (BULME) Graz Gösting Abgabedatum: 16. Nov. 004 Elektrotechnisches Laboratorium Jahrgang: 004 Gruppe: 3 Name:
MehrGrundlagen Halbleiter
Grundlagen Halbleiter Arbeitsbuch Mit CD-ROM R 1 R C U B = 12 V I C R m I B K C 2 C 1 G US (Sinus) f = 1 khz U E = 0.1 V R 2 R E C 3 U A R 3 Y 1 Y 2 0 (Y 1) UE 0 (Y 2) UA Festo Didactic 567281 DE Bestell-Nr.:
MehrVersuch 3. Frequenzgang eines Verstärkers
Versuch 3 Frequenzgang eines Verstärkers 1. Grundlagen Ein Verstärker ist eine aktive Schaltung, mit der die Amplitude eines Signals vergößert werden kann. Man spricht hier von Verstärkung v und definiert
MehrAufgabenbeschreibung Oszilloskop und Schaltkreise
Aufgabenbeschreibung Oszilloskop und Schaltkreise Vorbereitung: Lesen Sie den ersten Teil der Versuchsbeschreibung Oszillograph des Anfängerpraktikums, in dem die Funktionsweise und die wichtigsten Bedienungselemente
MehrAktiver Bandpass. Inhalt: Einleitung
Aktiver Bandpass Inhalt: Einleitung Aufgabenstellung Aufbau der Schaltung Aktiver Bandpass Aufnahme des Frequenzgangs von 00 Hz bis 00 KHz Aufnahme deer max. Verstärkung Darstellung der gemessenen Werte
MehrProtokoll des Versuches 5: Messungen der Thermospannung nach der Kompensationsmethode
Name: Matrikelnummer: Bachelor Biowissenschaften E-Mail: Physikalisches Anfängerpraktikum II Dozenten: Assistenten: Protokoll des Versuches 5: Messungen der Thermospannung nach der Kompensationsmethode
Mehr1. Oszilloskop. Das Oszilloskop besitzt zwei Betriebsarten: Schaltsymbol Oszilloskop
. Oszilloskop Grundlagen Ein Oszilloskop ist ein elektronisches Messmittel zur grafischen Darstellung von schnell veränderlichen elektrischen Signalen in einem kartesischen Koordinaten-System (X- Y- Darstellung)
MehrMagnetische Induktion
Magnetische Induktion 5.3.2.10 In einer langen Spule wird ein Magnetfeld mit variabler Frequenz und veränderlicher Stärke erzeugt. Dünne Spulen werden in der langen Feldspule positioniert. Die dabei in
MehrPraktikum Nr. 3. Fachhochschule Bielefeld Fachbereich Elektrotechnik. Versuchsbericht für das elektronische Praktikum
Fachhochschule Bielefeld Fachbereich Elektrotechnik Versuchsbericht für das elektronische Praktikum Praktikum Nr. 3 Manuel Schwarz Matrikelnr.: 207XXX Pascal Hahulla Matrikelnr.: 207XXX Thema: Transistorschaltungen
MehrE X P E R T E N V O R L A G E
Nullserie 205 Pos. Analysieren und Ausmessen Qualifikationsverfahren Multimediaelektroniker/in EFZ Teilprüfung E X P E R T E N V O R L A G E Zeit 90 Minuten für 2 Aufgaben Notenskala Maximale Punktezahl:
MehrKennlinienaufnahme elektronische Bauelemente
Messtechnik-Praktikum 06.05.08 Kennlinienaufnahme elektronische Bauelemente Silvio Fuchs & Simon Stützer 1 Augabenstellung 1. a) Bauen Sie eine Schaltung zur Aufnahme einer Strom-Spannungs-Kennlinie eines
Mehr2 Gleichstrom-Schaltungen
für Maschinenbau und Mechatronik Carl Hanser Verlag München 2 Gleichstrom-Schaltungen Aufgabe 2.1 Berechnen Sie die Kenngrößen der Ersatzquellen. Aufgabe 2.5 Welchen Wirkungsgrad hätte die in den Aufgaben
MehrKlausur 23.02.2010, Grundlagen der Elektrotechnik I (BSc. MB, SB, VT, EUT, BVT, LUM) Seite 1 von 6. Antwort (ankreuzen) (nur eine Antwort richtig)
Klausur 23.02.2010, Grundlagen der Elektrotechnik I (BSc. MB, SB, VT, EUT, BVT, LUM) Seite 1 von 6 1 2 3 4 5 6 Summe Matr.-Nr.: Nachname: 1 (5 Punkte) Drei identische Glühlampen sind wie im Schaltbild
MehrKon o d n e d ns n ator Klasse A Klasse A (Ergänzung) Norbert - DK6NF
Kondensator Klasse (Ergänzung) Norbert - K6NF usgewählte Prüfungsfragen T202 Welchen zeitlichen Verlauf hat die Spannung an einem entladenen Kondensator, wenn dieser über einen Widerstand an eine Gleichspannungsquelle
MehrEntladen und Aufladen eines Kondensators über einen ohmschen Widerstand
Entladen und Aufladen eines Kondensators über einen ohmschen Widerstand Vorüberlegung In einem seriellen Stromkreis addieren sich die Teilspannungen zur Gesamtspannung Bei einer Gesamtspannung U ges, der
MehrVersuch 6 Oszilloskop und Funktionsgenerator Seite 1. û heißt Scheitelwert oder Amplitude, w = 2pf heißt Kreisfrequenz und hat die Einheit 1/s.
Versuch 6 Oszilloskop und Funktionsgenerator Seite 1 Versuch 6: Oszilloskop und Funktionsgenerator Zweck des Versuchs: Umgang mit Oszilloskop und Funktionsgenerator; Einführung in Zusammenhänge Ausstattung
MehrDas Experimentierbrettchen (Aufbau, Messpunkte): A B + 9V
Kojak-Sirene: Experimente zur Funktionsweise 1. astabile Kippstufe 2. astabile Kippstufe Die Schaltung der Kojak-Sirene besteht aus zwei miteinander verbundenen astabilen Kippstufen (Anhang) und einem
MehrPhysikalisches Praktikum I Bachelor Physikalische Technik: Lasertechnik, Biomedizintechnik Prof. Dr. H.-Ch. Mertins, MSc. M.
Physikalisches Praktikum Bachelor Physikalische Technik: Lasertechnik, Biomedizintechnik Prof. Dr. H.-Ch. Mertins, MSc. M. Gilbert E 0 Ohmsches Gesetz & nnenwiderstand (Pr_Ph_E0_nnenwiderstand_5, 30.8.2009).
MehrFachhochschule Düsseldorf Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik. Praktikum Elektrotechnik und Antriebstechnik
FH D FB 4 Fachhochschule Düsseldorf Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik Elektro- und elektrische Antriebstechnik Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kiel Praktikum Elektrotechnik und Antriebstechnik Versuch
Mehr1 Allgemeine Angaben. 2 Vorbereitungen. Gruppen Nr.: Name: Datum der Messungen: 1.1 Dokumentation
1 Allgemeine Angaben Gruppen Nr.: Name: Datum der Messungen: 1.1 Dokumentation Dokumentieren Sie den jeweiligen Messaufbau, den Ablauf der Messungen, die Einstellungen des Generators und des Oscilloscopes,
MehrBauelemente und Grundschaltungen Vorlesung: Prof. Dr.-Ing. Matthias Viehmann
Fachbereich Ingenieurwissenschaften Institut für Informatik, Automatisierung und Elektronik Praktikum: Bauelemente und Grundschaltungen Vorlesung: Prof. Dr.-Ing. Matthias Viehmann Versuch: BEG 1 Thema:
MehrWB Wechselstrombrücke
WB Wechselstrombrücke Blockpraktikum Frühjahr 2007 (Gruppe 2) 25. April 2007 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 2 2 Theoretische Grundlagen 2 2.1 Wechselstromwiderstand................. 2 2.2 Wechselstromwiderstand
MehrU N I V E R S I T Ä T R E G E N S B U R G
U N I V E R S I T Ä T R E G E N S B U R G Naturwissenschaftliche Fakultät II - Physik Anleitung zum Physikpraktikum für Chemiker Versuch ww : Wechselstromwiderstand Dr. Tobias Korn Manuel März Inhaltsverzeichnis
MehrElektronenstrahloszilloskop
- - Axel Günther 0..00 laudius Knaak Gruppe 7 (Dienstag) Elektronenstrahloszilloskop Einleitung: In diesem Versuch werden die Ein- und Ausgangssignale verschiedener Testobjekte gemessen, auf dem Oszilloskop
MehrUnterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Lernwerkstatt: Woher kommt der Strom? Das komplette Material finden Sie hier:
Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: : Woher kommt der Strom? Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de Inhaltsverzeichnis: Einleitung Seite 4 Kapitel I:
MehrA. Ein Kondensator differenziert Spannung
A. Ein Kondensator differenziert Spannung Wir legen eine Wechselspannung an einen Kondensator wie sieht die sich ergebende Stromstärke aus? U ~ ~ Abb 1: Prinzipschaltung Kondensator: Physiklehrbuch S.
MehrElektrotechnisches Laboratorium
E Labor Schutzbeschaltungen 1 Höhere Technische Bundes-, Lehr- u. Versuchsanstalt (BULME) Graz Gösting Abgabedatum: Elektrotechnisches Laboratorium Jahrgang: 2004/05 Gruppe: 3 Name: Schriebl, Forjan, Schuster
MehrLaborübung Gegentaktendstufe Teil 1
Inhaltsverzeichnis 1.0 Zielsetzung...2 2.0 Grundlegendes zu Gegentaktverstärkern...2 3.0 Aufgabenstellung...3 Gegeben:...3 3.1.0 Gegentaktverstärker bei B-Betrieb...3 3.1.1 Dimensionierung des Gegentaktverstärkers
MehrLeistungselektronik Grundlagen und Standardanwendungen. Praktikumsunterlagen
Lehrstuhl für Elektrische Antriebssysteme und Leistungselektronik Technische Universität München Arcisstraße 21 D 80333 München Email: eal@ei.tum.de Internet: http://www.eal.ei.tum.de Prof. Dr.-Ing. Ralph
MehrComenius Schulprojekt The sun and the Danube. Versuch 1: Spannung U und Stom I in Abhängigkeit der Beleuchtungsstärke E U 0, I k = f ( E )
Blatt 2 von 12 Versuch 1: Spannung U und Stom I in Abhängigkeit der Beleuchtungsstärke E U 0, I k = f ( E ) Solar-Zellen bestehen prinzipiell aus zwei Schichten mit unterschiedlichem elektrischen Verhalten.
MehrEO Oszilloskop. Inhaltsverzeichnis. Moritz Stoll, Marcel Schmittfull (Gruppe 2) 25. April 2007. 1 Einführung 2
EO Oszilloskop Blockpraktikum Frühjahr 2007 (Gruppe 2) 25. April 2007 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 2 2 Theoretische Grundlagen 2 2.1 Oszilloskop........................ 2 2.2 Auf- und Entladevorgang
MehrAmateurfunkkurs. Erstellt: 2010-2011. Landesverband Wien im ÖVSV. Passive Bauelemente. R. Schwarz OE1RSA. Übersicht. Widerstand R.
Amateurfunkkurs Landesverband Wien im ÖVSV Erstellt: 2010-2011 Letzte Bearbeitung: 11. Mai 2012 Themen 1 2 3 4 5 6 Zusammenhang zw. Strom und Spannung am Widerstand Ohmsches Gesetz sformen Ein Widerstand......
MehrOszillographenmessungen im Wechselstromkreis
Praktikum Grundlagen der Elektrotechnik Versuch: Oszillographenmessungen im Wechselstromkreis Versuchsanleitung. Allgemeines Eine sinnvolle Teilnahme am Praktikum ist nur durch eine gute Vorbereitung auf
MehrElektrischer Widerstand
In diesem Versuch sollen Sie die Grundbegriffe und Grundlagen der Elektrizitätslehre wiederholen und anwenden. Sie werden unterschiedlichen Verfahren zur Messung ohmscher Widerstände kennen lernen, ihren
MehrStrom - Spannungscharakteristiken
Strom - Spannungscharakteristiken 1. Einführung Legt man an ein elektrisches Bauelement eine Spannung an, so fließt ein Strom. Den Zusammenhang zwischen beiden Größen beschreibt die Strom Spannungscharakteristik.
MehrPraktikum Elektronik für Wirtschaftsingenieure. Messungen mit Multimeter und Oszilloskop
Praktikum Elektronik für Wirtschaftsingenieure Versuch Messungen mit Multimeter und Oszilloskop 1 Allgemeine Hinweise Die Aufgaben zur Versuchsvorbereitung sind vor dem Versuchstermin von jedem Praktikumsteilnehmer
MehrDas Oszilloskop. TFH Berlin Messtechnik Labor Seite 1 von 5. Datum: 05.01.04. von 8.00h bis 11.30 Uhr. Prof. Dr.-Ing.
TFH Berlin Messtechnik Labor Seite 1 von 5 Das Oszilloskop Ort: TFH Berlin Datum: 05.01.04 Uhrzeit: Dozent: Arbeitsgruppe: von 8.00h bis 11.30 Uhr Prof. Dr.-Ing. Klaus Metzger Mirko Grimberg, Udo Frethke,
MehrHARDWARE-PRAKTIKUM. Versuch T-1. Kontaktlogik. Fachbereich Informatik. Universität Kaiserslautern
HARDWARE-PRATIUM Versuch T-1 ontaktlogik Fachbereich Informatik Universität aiserslautern eite 2 Versuch T-1 Versuch T-1 Vorbemerkungen chaltnetze lassen sich in drei lassen einteilen: 1. chaltnetze vom
MehrDas Formelzeichen der elektrischen Spannung ist das große U und wird in der Einheit Volt [V] gemessen.
Spannung und Strom E: Klasse: Spannung Die elektrische Spannung gibt den nterschied der Ladungen zwischen zwei Polen an. Spannungsquellen besitzen immer zwei Pole, mit unterschiedlichen Ladungen. uf der
MehrFachbereich Physik Dr. Wolfgang Bodenberger
UniversitätÉOsnabrück Fachbereich Physik Dr. Wolfgang Bodenberger Der Transistor als Schalter. In vielen Anwendungen der Impuls- und Digital- lektronik wird ein Transistor als einfacher in- und Aus-Schalter
MehrDie in Versuch 7 benutzte Messschaltung wird entsprechend der Anleitung am Arbeitsplatz erweitert.
Testat Mo Di Mi Do Fr Spannungsverstärker Datum: Versuch: 8 Abgabe: Fachrichtung Sem. 1. Einleitung Nachdem Sie in Versuch 7 einen Spannungsverstärker konzipiert haben, erfolgen jetzt der Schaltungsaufbau
MehrKondensatoren ( Verdichter, von lat.: condensus: dichtgedrängt, bezogen auf die elektrischen Ladungen)
Der Kondensator Kondensatoren ( Verdichter, von lat.: condensus: dichtgedrängt, bezogen auf die elektrischen Ladungen) Kondensatoren sind Bauelemente, welche elektrische Ladungen bzw. elektrische Energie
MehrElektrische Anlagen und Betriebsmittel
Berufsgenossenschaftliche Vorschrift für Sicherheit und Gesundheit bei der Arbeit DGUV Vorschrift (vorherige BGV A3) Unfallverhütungsvorschrift Elektrische Anlagen und Betriebsmittel vom 01. April 1979,
Mehr