AfuTUB-Kurs Einleitung

Transkript

1 Technik Klasse A 02: Der und seine Schaltungsarten Amateurfunkgruppe der TU Berlin WiSe 2017/18 SoSe 2018 cbea This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 License. Amateurfunkgruppe der Technische Universität Berlin (AfuTUB), DKØTU, Stand: Sun Apr 15 19:17:

2 / Abb. 1: Strom, Spannung und (von TU Wien ) 2

3 / Abb. 2: Widerstände (von Honina cba) 3

4 / Abb. 3: Schaltzeichen für elektrischen nach DIN EN (von Markus Kuhn cp) Abb. 4: aus LTspice 4

5 Aufbau von Kohleschichtwiderstände: 5

6 Aufbau von Kohleschichtwiderstände: Günstig in der Herstellung Hohe Toleranzen 5

7 Aufbau von Kohleschichtwiderstände: Günstig in der Herstellung Hohe Toleranzen Metallschichtwiderstände: 5

8 Aufbau von Kohleschichtwiderstände: Günstig in der Herstellung Hohe Toleranzen Metallschichtwiderstände: Sehr präzise 5

9 Aufbau von Kohleschichtwiderstände: Günstig in der Herstellung Hohe Toleranzen Metallschichtwiderstände: Sehr präzise Metalloxidwiderstände: 5

10 Aufbau von Kohleschichtwiderstände: Günstig in der Herstellung Hohe Toleranzen Metallschichtwiderstände: Sehr präzise Metalloxidwiderstände: HF tauglich 5

11 Aufbau von Kohleschichtwiderstände: Günstig in der Herstellung Hohe Toleranzen Metallschichtwiderstände: Sehr präzise Metalloxidwiderstände: HF tauglich Drahtwiderstände: 5

12 Aufbau von Kohleschichtwiderstände: Günstig in der Herstellung Hohe Toleranzen Metallschichtwiderstände: Sehr präzise Metalloxidwiderstände: HF tauglich Drahtwiderstände: Leistungswiderstände für NF 5

13 Leitende Materialien Material ρ in Ω mm2 m Silber 1, Kupfer 1, Gold 2, Aluminium 2, Zinn 1, Blei 2, Quecksilber 9, Germanium Halbleiter 4, Porzellan Isolator

14 Leitende Materialien Material ρ in Ω mm2 m Silber 1, Kupfer 1, Gold 2, Aluminium 2, Zinn 1, Blei 2, Quecksilber 9, Germanium Halbleiter 4, Porzellan Isolator

15 Leitende Materialien Material ρ in Ω mm2 m Silber 1, Kupfer 1, Gold 2, Aluminium 2, Zinn 1, Blei 2, Quecksilber 9, Germanium Halbleiter 4, Porzellan Isolator Berechnung des s R = ρ l A 6

16 der Tritt bei höherfrequenter Wechselspannung auf Verdrängt die Elektronen aus dem Leitungsinneren an die Leiteroberfläche Dadurch steigt der im Leiter 7

17 Ursachen des es Abb. 5: Überlagerung von Wechsel- und Wirbelströmen (von Biezl cp) Ursache des es ist das magnetische Feld Es erzeugt Wirbelströme im Innern des Leiters Diese sind dem Erzeugerstrom entgegengerichtet Das wechselnde Magnetfeld erzeugt im Leiter eine höhere Gegenspannung als am Rand 8

18 Folgen & Gegenmaßnahmen Folgen: Der Leiterquerschnitt sinkt Die Impedanz steigt Gegenmaßnahmen Verwendung von Hohlleitern Mehrere voneinander isolierte Drähte nutzen Oberfläche versilbern 9

19 Erinnert ihr euch an das ohmsche Dreieck? 10

20 Abb. 6: Ohmsches Dreieck (von Eirik cp) 10

21 Der Innenwiderstand Oftmals bemerken wir einen Spannungsabfall zwischen einer Maschine im Leerlauf und der gleichen Maschine bei Belastung Innenwiderstand der Maschine Abb. 7: Innenwiderstand einer Batterie 11

22 der Innenwiderstand Um den Innenwiderstand zu ermitteln nutzen wir wieder das ohmsche Gesetz Dabei gilt es zu beachten, dass diesmal die Differenzen der Spannungen und des Stromes zwischen dem Leerlauf und dem belasteten Fall verrechnet werden Es gilt: Innenwiderstand R innen = U I Um den Wert nicht zu sehr zu verfälschen sollten Spannungsquellen einen niedrigen und Stromquellen einen hohen Innenwiderstand besitzen 12

23 Anpassung Leistungsanpassung: R L = R i Spannungsanpassung: R L >> R L Stromanpassung: R L << R i 13

24 Berechnung R gesamt = R 1 + R 2 + R Abb. 8: aus LTspice 14

25 Berechnung 1 = R gesamt R 1 R 2 R 3 Abb. 9: aus LTspice 15

26 Abb. 10: Abb. 11: 16

27 Berechnung R 1 + (R 2 R 3 ) R 1 + Abb. 10: R 2 R 3 Abb. 11: 16

28 Berechnung R 1 + (R 2 R 3 ) R 1 + Abb. 10: R 2 R 3 Berechnung (R 1 + R 2 ) R 3 Abb. 11: R 1 + R 2 R 3 16

29 Abb. 12: Unbelasteter (von Biezl cp) Abb. 13: Belasteter (von Biezl cp) U 2 ist beim belasteten kleiner als beim unbelasteten 17

30 Rechnen beim beim unbelasteten : U 2 ist die Spannung über R 2 unbelasteter U 2 U = R 2 R gesamt beim belasteten : U 2 ist die Spannung über den beiden parallelen Widerstände R 2 und R L belasteter U 2 U = R 2 R L R gesamt 18

31 saufgaben Als Teil des Praxisskriptes im Anschluss. 19

32 [1] Moltrecht A 02: [2] Wikipedia DE: einem_elektrischen_feld 19