Inhaltsverzeichnis. 1 Einführung...9

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1 Elektronik Kompakt Lehrbrief 1 Inhalt Inhaltsverzeichnis 1 Einführung Allgemeine Grundlagen der Elektronik Der Aufbau der Materie Atome Die elektrischen Kräfte Elektrische Kräfte im Atom Reibungselektrizität Chemische Elemente Das Schalenmodell Die metallische Bindung Freie Elektronen Zusammenfassung Kapitel Elektrischer Strom und elektrische Spannung Bewegung der Elektronen Leiter, Halbleiter und Nichtleiter Einflüsse auf die Leitfähigkeit Beweglichkeiten und Zahl der Ladungsträger Temperatur Reinheit Die Stromstärke Die Definition der Stromstärke Einheit der Stromstärke Einheit der Ladung Formeln und ihre Darstellung Die Stromrichtung Die elektrische Spannung Zusammenhang zwischen Spannung und Strom Einheit der Spannung Der Stromkreis Zusammenfassung Kapitel

2 Elektronik Kompakt Lehrbrief 1 Inhalt 4 Darstellung elektronischer Schaltungen Elektronische Geräte und Anlagen Schaltpläne und Schaltzeichen Der Stromlaufplan Schaltzeichen Verbindungen und Leitungen Anordnung und Übersicht Das Blockschaltbild oder Blockdiagramm Der Bestückungsplan Der Verdrahtungsplan Zusammenfassung Kapitel Übungen Der elektrische Widerstand Leitfähigkeit und Widerstand Leitfähigkeit Der spezifische Widerstand Der Widerstandswert Die Einheit des Widerstands Der Ersatzwiderstand und Ersatzschaltbild Das Ohmsche Gesetz Strompfeile und Spannungspfeile Praktisches Rechnen mit dem Ohmschen Gesetz Zusammenfassung Kapitel Das Ohmsche Gesetz Übungen zu Kapitel Die elektrische Leistung Leistung Zusammenfassung Kapitel Übungen zu Kapitel

3 Elektronik Kompakt Lehrbrief 1 Inhalt 7 Fehlersuche und Messtechnik Messgeräte Messtechnische Grundbegriffe Analoge Größen Digitale Größen Digitale Anzeigen Digital anzeigende Messgeräte Messfehler Beispiel Berechnung Messfehler Vorzeichen und Dezimalpunkt Messpraxis Strommessungen Spannungsmessungen Widerstandsmessungen Experimente Einführung in unser Experimentiersystem Experiment E1: Spannungs- und Strommessung Experiment E2: Widerstandsmessungen Zusammenfassung Kapitel Messpraxis mit dem Vielfach-Meßgerät Lösungen der Übungen Prüfungsaufgaben

4 Inhaltsverzeichnis Vorwort Die Serienschaltung von Widerständen Strom- und Spannungsverhältnisse Der Gesamtwiderstand der Serienschaltung Experiment E 1: Serienschaltung von Widerständen Zwei gleich große Widerstände Zwei ungleiche Widerstände Drei ungleiche Widerstände Auswertung Messprotokolle Experiment E Fehlersuche bei Serienschaltungen Die Serienschaltung von Stromquellen Der innere Widerstand Klemmenspannung und Leerlaufspannung Leistungsanpassung Der Wirkungsgrad Die Parallelschaltung von Widerständen Strom- und Spannungsverhältnisse Der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung Der Leitwert Die Parallelschaltung zweier Widerstände Die Parallelschaltung gleicher Widerstände Experiment E 2: Parallelschaltung von Widerständen Zwei gleich große Widerstände Zwei ungleiche Widerstände Drei ungleiche Widerstände Auswertung Messprotokolle Experiment E Der Kurzschluss Die Parallelschaltung von Stromquellen Vergleich von Serien- und Parallelschaltung Gemischte Schaltungen von Widerständen Berechnung gemischter Schaltungen Experiment E 3: Einfache gemischte Schaltung Messprotokolle Experiment E Ein weiteres Beispiel Der Spannungsteiler

5 3.4.1 Das Ersatzschaltbild des Spannungsteilers Die Dimensionierung des Spannungsteilers Experiment E 4: Der Innenwiderstand einer Batterie und der Spannungsteiler Der Innenwiderstand einer 9-V-Blockbatterie Der Spannungsteiler Übungen Bauelemente: Leitungen und Verbindungen Der Leitungswiderstand Berechnung des Querschnitts Der spezifische Widerstand Der Drahtwiderstand Leitungsdrähte Drahtverbindungen Klemmverbindungen Schraubverbindungen Lötverbindungen Steckverbindungen Bauelemente: Feinsicherungen Einsatz von Sicherungen Funktionsweise Einsatz von trägen Sicherungen Elektrische Kennwerte Abschaltcharakteristik Nennstrom Nennspannung Abschaltvermögen Die Sicherung im Schaltbild Sicherungshalter Zusammenfassung Kapitel 4 und Kapitel Übungen zu Kapitel Bauelemente: Widerstände Widerstandswert und Toleranz Temperaturkoeffizient α Bauformen Belastbarkeit Schaltzeichen Veränderliche Widerstände Schiebewiderstand und Drehwiderstand Das Potentiometer

6 Elektronik Kompakt Lehrbrief 2 Inhalt 6.7 Zusammenfassung Kapitel Übungen zu Kapitel Analoge Messgeräte Das Drehspulmesswerk Nullpunktkorrektur Das Eichen Die Güteklassen Der Anzeigebereich Strommesser und Spannungsmesser Wie misst man Widerstände? Messpraxis Ablesefehler vermeiden Die Spannungsmessung Ablesen der Skalen Die Widerstandsmessung Zusammenfassung Kapitel Übungen zu Kapitel Lösungen der Übungen Prüfungsaufgaben

7 Elektronik Kompakt Lehrbrief 3 Inhalt Inhaltsverzeichnis Vorwort Elektrisches Feld und Kondensator Elektrische Feldlinien Die Polarisation Elementardipole Der Kondensator Laden und Entladen eines Kondensators Die Zeitkonstante Experiment E1: Laden/Entladen eines Kondensators Der Kondensator als Bauelement Die Kennwerte von Kondensatoren Bauformen von Kondensatoren Kondensatorschaltungen Parallelschaltung von Kondensatoren Serienschaltung von Kondensatoren Bipolare Elektrolyt-Kondensatoren Kondensatorprüfung Offener Kondensator Kurzschluss Feinschluss Kapazitätsänderung Kondensatorprüfung mit dem Multimeter Experiment E2: Bestimmung der Kapazität, Kondensatorprüfung Zusammenfassung Kapitel Übungen zu Kapitel Magnetisches Feld und Spule Grundlagen Magnetismus Magnetische Pole Elementarmagnete Das magnetische Feld Der magnetische Fluss und die magnetische Flussdichte Elektromagnetismus Das magnetische Feld eines Leiters Das magnetische Feld einer Spule Die Durchflutung Die magnetische Feldstärke Magnetische Feldkonstante und Permeabilität Zusammenfassung Kapitel 2.1. und Übungen zu Kapitel 2.1. und Induzierte Spannung

8 Elektronik Kompakt Lehrbrief 3 Inhalt Bewegter Leiter im Magnetfeld Erzeugen induzierter Spannungen Die Gegeninduktion Die Selbstinduktion Schaltzeichen für Spulen oder Induktivitäten Zusammenfassung Kapitel Übungen zu Kapitel Der Wechselstrom Die Sinusschwingung Schwingungsdauer und Frequenz Der Wechselstromkreis, Kennwerte von Wechselstrom und Wechselspannung Scheitelwert und Effektivwert Mittelwerte Zusammenfassung Kapitel Übungen zu Kapitel Lösungen der Übungen Prüfungsaufgaben Anhang Schaubild: Exponentielle Zu- und Abnahme

9 Elektronik Kompakt Lehrbrief 4 Inhalt Inhaltsverzeichnis 1 Blind- und Scheinwiderstände Der induktive Widerstand Der kapazitive Widerstand Der Scheinwiderstand Die Wechselstromleistung Zusammenfassung Wiederholungstext Übungen zu Kapitel Transformatoren 2.1 Netztransformatoren Zusammenfassung Wiederholungstext Übungen zu Kapitel Lautsprecher 3.1 Der dynamische Lautsprecher Das Lautsprechergehäuse Zusammenfassung Wiederholungstext Allgemeine Grundlagen der Halbleitertechnik 4.1 Leitungsvorgänge in Halbleitern Der PN-Übergang Dioden 5.1 Die Diode Kennlinien Experiment E1: Diodenprüfung und Kennlinien Zusammenfassung Halbleiter und Dioden Wiederholungstext Übungen zu Kapitel

10 Elektronik Kompakt Lehrbrief 4 Inhalt 6 Gleichrichtung Kenndaten Gleichrichterschaltungen Einpuls-Mittelpunktschaltung M1U Zweipuls-Mittelpunktschaltung Zweipuls-Brückenschaltung Glättung und Siebung Experiment E2: Gleichrichterschaltungen Einführung Schaltungsbesprechungen Versuchsdurchführung Übungen zu Kapitel Die Z-Diode Funktion und Kenndaten Experiment E3: Spannungsstabilisierung durch Z-Diode Opto-elektronische Halbleiter-Bauelemente Der Fotowiderstand oder LDR Experiment E4: LDR als Luxmeter Die Fotodiode Der Fototransistor Die Leuchtdiode Experiment E5: LED-Schaltung Die LED-Ziffernanzeige Rückschau Zusammenfassung Wiederholungstext Lösungen der Übungen Prüfungsaufgaben

11 Elektronik Kompakt Lehrbrief 5 Inhalt Inhaltsverzeichnis 1 Der bipolare Transistor Grundlagen und Grundschaltungen Gleich- und Wechselstromverstärkung Rückschau Experiment E1: Transistorprüfung Experiment E2: Der Transistor als Schalter Experiment E3: Der Transistor als veränderlicher Widerstand Halbleiter: Aufbau, Kennzeichnung, Kennlinien Gewinnung der Rohstoffe Innerer Aufbau Verlustwärme und Kühlung Gehäuse und Anschlüsse Der Halbleiter-Bezeichnungskode Dioden-Kennwerte Transistor-Kennlinie und -Kennwerte Zusammenfassung Übungsaufgaben Binäre Transistorschaltungen Stabile und instabile Zustände Der Triggerimpuls Bistabile Schaltungen Experiment E4: der bistabile Multivibrator (Flipflop) Monostabile Schaltungen Experiment E5: Zeitschalter Astabile Schaltungen Experiment E6: Blinkschaltung Zwischenbilanz Schaltung mit Emitterwiderstand Komplementäre Schaltungen Experiment E7: Komplementärer Multivibrator Signalumwandlung Die Schmitt-Trigger-Schaltung Das Differenzierglied Schaltzeichen Rückschau Zusammenfassung Übungen

12 Elektronik Kompakt Lehrbrief 5 Inhalt 3 Feldeffekt-Transistoren Sperrschicht-Feldeffekttransistoren Isolierschicht-Feldeffekttransistoren Lösungen der Übungen Prüfungsaufgaben

13 Elektronik Kompakt Lehrbrief 6 Inhalt Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeine Verstärkergrundlagen Übertragungsverhalten Arten von Verstärkern Verstärkervierpol und Leistungsbilanz Der Verstärker als Glied einer Kette Das Gleichstromsignal Wechselspannung als Signalspannung Das binäre Signal Ersatzschaltbilder Das Ersatzschaltbild des Signalverbrauchers Das Ersatzschaltbild des Signalerzeugers Der Gleichspannungsverstärker Das Ersatzschaltbild des Verstärkers Der Verstärker als gesteuerte Spannungsquelle Die Eigenschaften eines Verstärkers Die Leerlaufspannungsverstärkung Die Betriebsspannungsverstärkung Der Ausgangswiderstand Der Eingangswiderstand Schlussfolgerungen Zusammenfassung Wiederholungstext Der Wechselspannungsverstärker Das Ersatzschaltbild eines Spannungsverstärkers Die Eigenschaften von Verstärkern Ein- und Ausgangswiderstände Verstärkungsfaktoren Verstärkungsmaße Übung zu Kapitel Eingangsempfindlichkeit und Aussteuerungsbereich Frequenzgang und bandbreite Der Transistorverstärker und seine Grundschaltungen Die Emitterschaltung Das Gleichstromverhalten: Der Arbeitspunkt Das Wechselstromverhalten Experiment E1: Messungen am Emitterverstärker Mitkopplung und Gegenkopplung

14 Elektronik Kompakt Lehrbrief 6 Inhalt Experiment E2: Ein NF-Oszillator mit Verstärkerstufe Die Kollektorschaltung Experiment E3: Messungen am Kollektorverstärker Der Frequenzgang Kopplung und Entkopplung Die Eigenschaften der Verstärker im Überblick Mitkopplung und Gegenkopplung Zusammenfassung Wiederholungstext Der Operationsverstärker Integrierte Schaltungen Einteilung der ICs Technologie Gehäuse und Bezeichnungen Vorteile und Nachteile Zusammenfassung Wiederholungstext zu Kapitel Der integrierte Operationsverstärker Der Differenzverstärker Invertierender und nichtinvertierender Eingang Eingangs- und Ausgangswiderstand Die einstellbare Verstärkung Symmetrie der Eingänge Der Op als Komparator Schaltungen mit dem Operationsverstärker Schaltung als Integrator Schaltung als Rechteckgenerator Experiment E4: der Rechteckgenerator Schaltung als Spannungsfolger Zusammenfassung Wiederholungstext zu Kapitel Übungen Lösungen der Übungen Prüfungsaufgaben

15 Elektronik Kompakt Formelsammlung Inhaltsverzeichnis 1 Hinweise zum Formelrechnen Formelrechnen für den Praktiker Größen und Einheiten Was ist eine Größe? Die gesetzlichen Einheiten Die SI- Einheiten Dezimale Teile und Vielfache von SI- Einheiten Besondere Einheiten, die außerhalb der SI-Einheiten stehen Formelrechnen mit gesetzlichen Einheiten Stellenzahl und Runden Die maßgebende Stellenzahl Faustregel für die Stellenzahl Auf- und Abrunden Das griechische Alphabet Formeln Elektronik Kompakt Formeln Lehrbrief Formeln Lehrbrief Formeln Lehrbrief

16 Elektronik Kompakt Formelsammlung 2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Formeln Elektronik Kompakt Formeln Lehrbrief Blind- und Scheinwiderstände Transformatoren Die Z-Diode Formeln Lehrbrief Der bipolare Transistor Formeln Lehrbrief Verstärkervierpol und Leistungsbilanz Der Gleichspannungsverstärker Der Wechselspannungsverstärker Der Transistorverstärker und seine Grundschaltungen Der Operationsverstärker