Lösungen zum Arbeitsbuch Elektrotechnik Lernfeld 5 bis 13

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1 EUROPA-FACHBUCHREIHE für elektrotechnische Berufe Lösungen zum Arbeitsbuch Elektrotechnik Lernfeld 5 bis 13 Bearbeitet von Lehrern an beruflichen Schulen und von Ingenieuren (siehe Rückseite) Lektorat: Klaus Tkotz VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG Düsselberger Straße Haan-Gruiten Europa-Nr.: 37572

2 Autoren des Arbeitsbuches Elektrotechnik: Braukhoff, Peter Reken Bumiller, Horst Freudenstadt Burgmaier, Monika Stuttgart Feustel, Bernd Kirchheim Manderla, Jürgen Berlin Schwarz, Jürgen Tettnang Tkotz, Klaus Kronach Ziegler, Klaus Nordhausen Lektorat und Leitung des Arbeitskreises: Klaus Tkotz Firmenverzeichnis: Die Autoren und der Verlag bedanken sich bei den nachfolgenden Firmen für die Unterstützung AMOS Sensoren & Messtechnik, Mannheim balcom electronic GmbH, Kirchhunden Beha-Amprobe GmbH, Glottertal Electro Beck GmbH, Mengerskirchen ep Elektropraktiker, Huss Medien GmbH, Berlin Gebrüder Engelfried OHG, Aalen-Unterkochen Grünhain GmbH & Co. KG, Grünhain-Beierfeld GMC-I Gossen-Metrawatt GmbH, Nürnberg Hager Tehalit Vertriebs GmbH & Co. KG, Blieskastel Homeway GmbH, Neustadt Huber + Suhner GmbH, Taufkirchen Jung, Albrecht, GmbH & Co. KG, Schalksmühle KATHREIN-Werke KG, Rosenheim KOBOLD Messing GmbH, Hofheim Leuze Electronic GmbH + Co. KG, Owen Licht.de, Frankfurt Merten, Gebr., GmbH & Co. KG, Wiehl Osram GmbH, München pve-engineering GmbH, Iserlohn Q-Cells SE, Bitterfeld-Wolfen SAFEPART Wolfgang Oehlert, Hameln Schletter GmbH, Kirchdorf/Haag SMA Solar Technology AG, Niestetal Solar-Fabrik AG, Freiburg Siemens AG, München, Nürnberg Trilux GmbH & Co. KG, Arnsberg Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG, Remscheid Werma Signaltechnik, Rietheim-Weilheim Bildbearbeitung: Zeichenbüro des Verlages Europa-Lehrmittel GmbH & Co. KG, Ostfildern Das vorliegende Buch wurde auf der Grundlage der aktuellen amtlichen Rechtschreibregeln erstellt. 1. Auflage 2010 Druck Alle Drucke derselben Auflage sind parallel einsetzbar, da bis auf die Behebung von Druckfehlern untereinander unverändert. ISBN Titelmotiv: mediacreativ, Hilden Alle Rechte vorbehalten. Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der gesetzlich geregelten Fälle muss vom Verlag schriftlich genehmigt werden by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, Haan-Gruiten Satz: Satz+Layout Werkstatt Kluth GmbH, Erftstadt Druck: Media-Print Informationstechnologie GmbH, Paderborn

3 Vorwort Liebe Leserin, lieber Leser, in Sachen Lernfelder wer seine beruflichen Chancen verbessern möchte, braucht hilfreiche und kundige Begleiter. So einen hilfreichen Begleiter dürfen wir Ihnen vorstellen: Das Arbeitsbuch Elektrotechnik, Lernfeld 5 13 Dieses Arbeitsbuch ist die Fortsetzung des bewährten Arbeitsbuches Elektrotechnik Lernfeld 1 4. Aufbau des Buches: Jedes Lernfeld hat mehrere Lernsituationen. Die Lernsituationen sind praxisorientiert und unterstützen somit Ihre berufliche Handlungen. Lernsituationen erleichtern Ihnen den Einstieg in das Thema und zeigen Ihnen die berufliche Bedeutung auf. Jede Lernsituation beinhaltet Arbeitsaufträge und kann in Einzel-, Partner- oder Teamarbeit bearbeitet werden. Arbeitsaufträge haben eine logische Abfolge. In manchen Arbeitsaufträgen findet man Hinweise zum Lösen von Aufgaben. Für wen ist das Buch geeignet? Für alle Auszubildenden, die einen Elektroberuf in der Industrie und im Handwerk erlernen, Schüler und Studierende von Fachschulen, Meisterschulen, Berufskollegs und Berufsfachschulen und überbetriebliche Ausbildungsstätten. Arbeitsbücher für die Lernfelder der Grundstufe + Fachstufe Wie sollen Sie mit diesem Buch arbeiten: Lesen Sie die Aufgabenstellungen sehr sorgfältig durch. Achten Sie auf mögliche Lernhilfen. Machen Sie sich eventuell Notizen auf einem separaten Blatt. Bei schwierigen Aufgaben ist es sinnvoll diese zu zweit oder in Teamarbeit zu lösen. Tragen Sie Ihre Lösung an der entsprechenden Stelle im Arbeitsbuch ein. Achten Sie unbedingt auf den zur Verfügung stehenden Platz. Kontrollieren Sie nochmals Ihre Lösung. Gehen Sie Ihre Lösung Schritt für Schritt gedanklich durch. Haben Sie die Lernsituation bearbeitet, beantworten Sie zum Abschluss die Seiten Testen Sie Ihre Fachkompetenz am jeweiligen Kapitelende. Zur Hilfestellung, zur Stoffaufbereitung und Stoffvertiefung können Sie z. B. das Fachbuch Fachkunde Elektrotechnik verwenden. Wir wünschen Ihnen viel Freude beim Arbeiten mit diesem Buch. Der Erfolg stellt sich dann sicher ein. Gerne freuen wir uns auf einen Dialog mit Ihnen. Schreiben Sie uns unter: lektorat@europa-lehrmittel.de Autoren und der Verlag Europa-Lehrmittel Winter 2010 Wenn Sie Hilfe benötigen informieren Sie sich im Buch Fachkunde Elektrotechnik und sollten Sie bei einer Aufgabe überhaupt nicht weiterkommen: Nutzen Sie dieses ausführliche Lösungsbuch Weitere Bücher die Ihnen helfen die Lernsituationen zu bearbeiten und zu lösen: Rechenbuch Elektrotechnik Tabellenbuch Elektrotechnik Praxis Elektrotechnik Formeln für Elektrotechniker Prüfungsbuch Elektrotechnik

4 4 Inhalt Elektroenergieversorgung und Sicherheit von Betriebsmitteln gewährleisten Eine Leuchtstofflampe an Wechselspannung untersuchen... 8 Errechnen von Spannungswerten und Zeichnen einer Sinuslinie... 8 Kenngrößen zur sinusförmigen Wechselspannung bzw. Wechselstrom erarbeiten... 9 Bauteile einer Leuchtstofflampen-Schaltung kennenlernen Leuchtstofflampen-Schaltung analysieren Messungen an der Leuchtstofflampen-Schaltung durchführen Messwerte der Leuchtstofflampen-Schaltung auswerten Testen Sie Ihre Fachkompetenz Außensteckdose mit einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) nachrüsten Wirksamkeit der vorhandenen Schutzmaßnahme für die Außensteckdose überprüfen Die Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (RCD) kennenlernen Vorteile der RCD als Schutzmaßnahme im TN-S-System benennen Die RCD in der Verteilung anschließen Den Außensteckdosenstromkreis prüfen Testen Sie Ihre Fachkompetenz Drehstromsysteme erkennen und bewerten Arten von Drehstromsystemen kennenlernen Schutz von elektrischen Anlagen gewährleisten Schutz im TN-Netz gewährleisten Schutzmaßnahmen im TT-System realisieren Schutzmaßnahmen im IT-System realisieren Testen Sie Ihre Fachkompetenz Induktiver Verbraucher am Drehstromnetz betreiben Technische Größen der LS-Lampe bestimmen Beleuchtungsanlage am Drehstromnetz analysieren Auswirkungen von Fehlern im Drehstromnetz analysieren Testen Sie Ihre Fachkompetenz Drehstrommotor am TN-System betreiben Leistungsschild auswerten Motor an das vorhandene TN-S-System anschließen Leistungen des Drehstrommotors berechnen Zuleitung von der Unterverteilung zum Schaltkasten dimensionieren Motorschutz auswählen Kleinverteilung entwerfen Schaltpläne entwerfen Anlagenerweiterung installieren Installation der Anlagenerweiterung überprüfen Testen Sie Ihre Fachkompetenz Anlagen und Geräte analysieren und prüfen Konferenzraumbeleuchtung anpassen Vorhandene Installation ermitteln Betriebsmittel auswählen Arbeitsplanung und Unterlagen erstellen Arbeitsreihenfolge festlegen Kosten der Installationsänderung ermitteln Testen Sie Ihre Fachkompetenz Transistor als elektronisches Bauteil kennenlernen Anwendungen von Transistoren nennen Arten und Typen von Transistoren und deren Anschlüsse nennen Bipolaren Transistor als Schalter kennenlernen Mit Transistorkennlinien arbeiten Testen Sie Ihre Fachkompetenz... 55

5 Inhalt 5 Netzgeräte für elektronische Schaltungen untersuchen Grundlagen von Netzgeräten erarbeiten Stabilisierungsschaltungen für Gleichspannnungen kennenlernen Gesteuerte Gleichrichterschaltungen untersuchen Testen Sie Ihre Fachkompetenz Warnblinklicht für eine Baustelle entwerfen Arten von Kippschaltungen festlegen Astabile Kippschaltung mit dem IC NE555 dimensionieren Testen Sie Ihre Fachkompetenz Steuerungen für Anlagen programmieren und realisieren Projektierung eines Installationsbus-Systems (KNX/EIB) für den Verkaufsraum einer Bäckerei Installationsschaltungen analysieren Stromlaufplan vervollständigen Testen Sie Ihre Fachkompetenz Betriebseinrichtungen einer Tiefgarage mit einer SPS steuern Belüftungsanlage mit Lüfterüberwachung programmieren Torsteuerung der Einfahrt programmieren Ampel für die Garagenbelegung programmieren Programm für die Ampel Garagenbelegung erweitern Testen Sie Ihre Fachkompetenz Hebebühne mit einer SPS steuern Testen Sie Ihre Fachkompetenz Ölbrenner mit einer SPS steuern Testen Sie Ihre Fachkompetenz Eine Bauschutt-Recycling-Anlage soll auf Automatik-Betrieb umgestellt werden Sensoren und Aktoren auswählen Steuerung programmieren Fehlersuche und defekte Baugruppen austauschen Testen Sie Ihre Fachkompetenz Antriebssysteme auswählen und integrieren Eignung eines Antriebsmotors feststellen Fehlersuche erkunden Angaben auf dem Leistungsschild auswerten Betriebssicherheit nach Motoraustausch erhöhen Testen Sie Ihre Fachkompetenz Antriebsmotor einer Kreissäge austauschen Merkmale der Kreissägenmotoren ermitteln Motorschutz und Arbeitsicherheit gewährleisten Einen neuen Motor auswählen Geeigneten Motorschutzschalter auswählen Motorsteuerung planen Projektkontrolle durchführen Testen Sie Ihre Fachkompetenz Hubantrieb mit Drehstrom-Asynchronmotor und Frequenzumrichter ausrüsten Motor auswählen Frequenzumrichter analysieren Frequenzumrichter auswählen Frequenzumrichter an den Motor anpassen Frequenzumrichter parametrieren Testen Sie Ihre Fachkompetenz

6 6 Inhalt Kommunikationssysteme in Wohn- und Zweckbauten planen und realisieren Hausrufanlage ändern Vorhandene Hausrufanlage analysieren Änderungsvorschlag erarbeiten Ausbau der Haussprechanlage erarbeiten Testen Sie Ihre Fachkompetenz Installation einer Antennenanlage Antennenmontage und Leitungsnetz planen Frequenzen, Dämpfungen und Verstärkungen bestimmen Antennen montieren und Leitungen verlegen Prüfen der Antennenanlage Netzstrukturen von Antennenanlagen kenmenlernen Dämpfungen von Koaxialabeln bestimmen Regel in Antennenanlagen berechnen Testen Sie Ihre Fachkompetenz Fernsehanschluss zum Multimediaanschluss erweitern Kundengespräch Das benötigte Material für die Umrüstung ermitteln Vorhandenen Breitbandkabelverstärker überprüfen Testen Sie Ihre Fachkompetenz Elektrische Anlagen der Haustechnik in Betrieb nehmen und instand halten Innenraum-Beleuchtungsanlage einer Schule beurteilen und planen Bestand der bestehenden Beleuchtungsanlage aufnehmen Bestehende Anlage analysieren Betriebskosten der bestehenden Beleuchtungsanlage ermitteln Neue Beleuchtungsanlage und deren Kosten planen Testen Sie Ihre Fachkompetenz Installation eines Durchlauferhitzers am Drehstromnetz Herstellerunterlagen eines Durchlauferhitzers sichten Begriffe des Dreiphasenwechselstromes (Drehstrom) erarbeiten Zuleitung des Durchlauferhitzers dimensionieren Schutzeinrichtungen auswählen Schaltplanunterlagen erstellen Anlage installieren Anlagenerweiterung überprüfen Anlage an den Kunden übergeben Testen Sie Ihre Fachkompetenz Energietechnische Anlagen errichten, in Betrieb nehmen und instand setzen Fotovoltaik-Anlage errichten und in Betrieb nehmen Kundenberatung und Kundengespräch vorbereiten Kundengespräch führen Fotovoltaikanlage planen Auftrag ausführen Auftrag auswerten Auftrag dokumentieren Testen Sie Ihre Fachkompetenz Elektrische Anlage zum Anschluss einer Hobelmaschine planen Kompensationsart auswählen Leiterquerschnitt für die Hobelmaschine bestimmen Kompensationseinrichtung auswählen Testen Sie Ihre Fachkompetenz

7 Inhalt 7 KNX Energie- und gebäudetechnische Anlagen planen und realisieren Umbau eines Büros von konventioneller Installationstechnik auf ein Installationsbus-System (KNX/EIB) Kundenberatung Bestehende Anlage aufnehmen und analysieren Lastenheft lesen Projekt beschreiben Geräteliste erstellen KNX/EIB-Symbole benennen Kundengespräch führen Projekt mit Engineering-Tool-Software ETS anlegen Betriebsmittel auswählen und adressieren Anlage projektieren KNX/EIB-Symbole benennen Testen Sie Ihre Fachkompetenz Regelung der Raumtemperatur mit einem Bussystem (KNX/EIB) Informationen beschaffen Temperaturregler auswählen und beschreiben Stellantrieb auswählen Einzelraum-Temperaturregelung planen Mit der Engineering-Tool-Software ETS projektieren Raumtemperaturregler montieren Funktionsprüfung der Anlage durchführen und Fehler analysieren Kunden in die Funktion des Temperaturreglers einweisen Testen Sie Ihre Fachkompetenz Infoteil Strombelastbarkeit von Kabeln und isolierten Leitungen Umrechnungsfaktoren, Strombelastbarkeit, Mindestquerschnitte elektrischer Leiter Auslösekennlinien von Überstrom-Schutzeinrichtungen Betriebsdaten von Drehstrom-Käfigläufermotoren Datenblatt Antriebssysteme NPN-Transistor Zeitgeberschaltung NE Datenblatt und Installationshinweise Haussprechanlage Datenblatt Multimedia Datenblatt Antennentechnik Elektronischer Strömungssensor für Luft Datenblatt Frequenzumrichter Micromaster Analyse einer Beleuchtungsanlage nach DIN EN Beleuchtungsplanung Datenaufnahme zur Installation einer Fotovoltaikanlage (1) und (2) Datenblatt Solarmodule Datenblatt Stringwechselrichter (1) und (2) Datenblatt Solarkabel Anmeldung Netzanschluss Anschluss von Eigenerzeugungsanlagen Simulationsprogramm Fotovoltaik Fotovoltaik, normgerechte Installation Stetigregler, Funktionsbeschreibung (Auszug aus einem Handbuch) Datenblatt Helligkeitssensor, 3-fach mit Lichtfänger Informationen zur Abschlussprüfung in den Elektroberufen in Handwerk und Industrie Abschlussprüfung: Fachgespräch.... hintere Innenumschlagseite Suchen im Internet.... vordere Innenumschlagseite