TG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN 7 ELEKTROTECHNISCHE GRUNDLAGEN REPETITIONEN 1 GRUNDLAGEN 1 DER ELEKTRISCHE STROMKREIS

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1 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN 101 Welche elementaren Aufbauteile sind für einen Stromkreis notwendig? 102 Nenne die Bedingungen, damit ein Stromkreis funktionieren kann? 103 Welches ist die Ursache, dass in einem Stromkreis ein Strom fliesst! 104 Zeichnen Sie einen Stromkreis mit: - Verbraucherwiderstand - Hin- und Rückleiterwiderstand - Schalter in der Hinleitung - Schmelzsicherung in der Hinleitung - Neutralleitertrenner in der Rückleitung - Wechselstromgenerator (230 V)

2 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN 105 Welches Betriebsmittel im Stromkreis muss das schwächste Glied sein? 106 Wollen Sie ein Diplom für EXPERTE im Zusammenhang mit dem elektrischen Stromkreis, dann gehen Sie auf den nachfolgenden Link: reis.html 107 Metallische Werkstoffe sind gute elektrische Leiter, weil Sie: freie Elektronen besitzen eine hohe Dichte haben gut verformbar sind korrosionsbeständig sind 108 Der elektrische Leiter dient zum Transport elektrischer Energie. Deshalb muss er vorrangig: gut verbindbar sein ein guter Wärmeleiter sein eine hohe festigkeit besitzen Einen kleinen spezifischen Widerstand besitzen

3 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN 109 In einem Nichtleiter soll kein Stromfluss möglich sein, deshalb muss er: einen kleinen Querschnitt haben chemische beständig sein sich schwer erwärmen lassen einen sehr hohen Innenwiderstand haben 110 Man unterscheidet zwischen organischen und anorganoischen Isolierstoffen. Ein anorganischer Isolierstoff ist: Papier Gummi Keramik Baumwolle 111 Ein Halbleiter kann ein Nichtleiter, aber auch ein sehr guter Leiter sein. Das ist abhängig von: der Art des Halbleiterwerkstoffes (Ge,Si) den inneren und äusseren Einflüssen der höhe der fliessenden Ströme der höhe der angelegten Spannung 112 Sind Stoffe nicht in der Lage, Ladungstransporte elektrischer Teilchen zu ermöglichen, zählen sie zur: Gruppe der Halbleiterwerkstoffe Gruppe der Elektrolyte Gruppe der Isolatoren oder Nichtleiter Gruppe fester Werkstoffe

4 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN 113 Die Stromleitung erfolgt bei Leitern, Isolatoren und Elektrolyten wie folgt: im Leiter durch im Isolierstoff durch im Elektrolyten durch keine Leitung Elektronen Ionen Ionen keine Leitung Elektronen Elektronen keine Leitung Ionen Keine Leitung Ionen Elektronen 114 Freie Elektronen ermöglichen in metallischen Werkstoffen den Stromtransport. Sie sind die: positiven Ladungsträger des Atoms negativen Ladungsträger des Atoms Massenträger des Atoms Rekombinationsträger 115 Ein Drahtwiderstand hat einen Windungsschluss. Welche der folgenden Behauptungen ist richtig?: Der Widerstand erhöht sich und der Strom sinkt Es kommt zu einem Kurzschluss in der Anlage Der Strom bleibt konstant, die Eigenerwärmung steigt Der Widerstandswert wird kleiner, der Strom steigt an 116 Zur genauen Bezeichnung von Widerständen gehört neben dem Widerstandswert auch die Toleranz. Welche Aussage hierzu ist richtigh? Sie ist die zulässige Fertigungstoleranz für den Widerstandswert in % Die äussere Baugrösse kann um diesen Betrag schwanken Es ist die maximale Stromtoleranz Es ist der Betrag der Widerstandsänderung bei Erwärmung von 0 C auf 20 C

5 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN 117 Bei einem NTC-Widerstand handelt es sich um einen: Kaltleiter Widerstand, dessen Widerstandswert bei steigender Temperatur zunimmt Spannungsabhängigen Widerstand Widerstand dessen Widerstandswert bei steigender Temperatur abnimmt 118 Man unterscheidet zwischen linearen und nichtlinearen Widerständen. Bei den nichtlinearen Widerständen ist der Widerstandswert abhängig von: den bestimmten geometrischen Formen der Art der Schaltung (Reihen-;Parallel-) der Temperatur, der angelegten Spannung oder anderen äusseren Einflussen der Reinheit des Leitermaterials 119 Zu welchem Bauelement gehört die dargestellte temperaturabhängige Widerstandskurve? Heissleiter Kaltleiter Varistor NTC- Widerstand 120 Die Kennlinie gilt für einen Widerstand mit: positivem Temperaturkoeffizienten negativem Temperaturkoeffizienten linearen Abhängigkeiten Supraleitung

6 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN 121 Beim Bauelement Widerstand wird zwischen Draht- und Schichtwiderstand unterschieden. Welche Bauform ist für hohe Ströme einzusetzen? Drahtwiderstand Dickschichtwiderstand Kohleschicht auf Keramikkörper Metallschichtwiderstand 122 Welche Kennlinie gehört zu dem Bauelement mit einem Widerstandswert von 2 Ω? A B C D I [A] A B C D U[V] 123 Aus welcher Kennlinie wurde der Widerstand R = 0, 4Ω ermittelt? I [A] I [A] A B U[V] 1 U[V] I [A] I [A] C D U[V] 1 U[V] Kaltleiter PTC-Widerstände werden z.b. als Temperaturfühler eingesetzt, weil sie: bei Erwärmung den Strom besser leiten eine hohe temperaturabhängige Widerstandsänderung haben generell nur bei niedrigen Temperaturen den Strom leiten eine geringe Verlustleistung haben

7 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN 125 Heissleiter sind Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizienten, d.h.: der Widerstand nimmt mit steigender Temperatur ab bei 20 C haben sie die grösste Leitfähigkeit der Widerstand nimmt bei steigender Temperatur zu sie leiten den Strom nur im heissen zustand Nach der Kennlinie eines Drehschichtwiderstandes beträgt der Widerstandswert bei einem Drehwinkel von 270 : 125Ω 0,45kΩ 0,75kΩ 75Ω R [kω] 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, Metalle erhalten durch die Metallbindung ihre Festigkeit. Sie entsteht durch die Wechselwirkung zwischen den: 0 Metallionen Metallionen und frei beweglichen Elektronen Atomen und freien Elektronen Protonen und Elektronen 128 Nichtmetallische Werkstoffe besitzen eine: sehr geringe Festigkeit und Härte hohe Sprödigkeit und geringe Dichte geringe Leitfähigkeit für Wärme und Elektrizität gute Leitfähigkeit für Wärme und Licht

8 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN 129 Welche sechs nichtmetallische Werkstoffe sind für die Elektrotechnik von grosser Bedeutung? Machen Sie eine realistische Nummerierung von 1 6 nach Wichtigkeit! Keramik Glas Kunststoff Glimmer Papier Holz Quarz Gips Zement Asbest Harz Baumwolle 130 Die Leitfähigkeit bei Metallen ist abhängig von den: Dichte der Metalle Protonenzahl eines Ions Neutronenzahl eines Ions Anzahl der Freien Elektronen im Gittergefüge 131 Flüssigkeiten sind elektrische Leiter, wenn sie elektrische Ladungsträger besitzen. Diese Ladungsträger nennt man: Protonen Neutronen Neutrinos Ionen 132 Für Hochspannungsleitungen werden heute keine Kupferdrähte verwendet, sondern Aluminiumseile mit eingedrehten Stahldrähten. Kannst du dir denken, weshalb man Aluminium nimmt, obwohl es schlechter leitet als Kupfer?

9 [ms] [ms] [ms] [ms] 30 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN 133 Eine exakte Wechselspannung ist dargestellt in der Abbildung: U [V] U [V] A t B t -U U [V] -U U [V] C t D t -U -U 134 Zur Erzeugung einer Gleichspannung durch Induktion (Generator) wird ein Kommutator benötigt. Dies ist ein / eine: Gleichrichterschaltung mit Dioden Magnetumschalter Frequenzumrichter mechanischer Gleichrichter (Stromwender) 135 Durch das Bewegen eines Magneten in einer Spule erfolgt eine Ladungstrennung, genutzt wird dabei: der Piezoeffekt der Fotoeffekt die elektromagnetische Induktion ein elektrolytischer Vorgang 136 Der geschlossene elektrische Stromkreis bestehat aus der Spannungsquelle, den Verbrauchern (Widerständen) und den: elektrischen Leitern Sicherungsautomaten Dioden Spannungsteilern

10 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN 137 Durch Druckänderung bzw. mechanische Verformung eines Kristalls erzeugt man eine Spannung. Diese Erscheinung tritt auf bei: Fotoelementen Galvanischen Elementen Piezoelementen Thermoelementen 138 Die Bewegungsrichtung der Elektronen in einem elektrischen Leiter ist beim Stronfluss: vom Plus- zum Minuspol gerichtet abhängig von der Art des angeschlossenen Widerstandes abhängig von der Art des benutzten Messgerätes dem von Plus (+) nach Minus (-) gezeichneten Strompfeil entgegengerichtet 139 Sind Stoffe nicht in der Lage, Ladungstransporte elektrischer Teilchen zu ermöglichen, zählen sie zur: Gruppe der Halbleiterwerkstoffe Gruppe der Elektrolyte Gruppe der Isolatoren oder Nichtleiter Gruppe fester Werkstoffe 140 Durch welches Symbol oder Schaltzeichen wird allgemein ein veränderbarer Widerstand dargestellt? A R B R C R D R

11 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN 141 Am Minuspol einer Spannungsquelle herrscht: kein Potential Elektronenmangel Elektronenüberschuss elektrische Neutralität 142 Eine Glühlampe hat einen Widerstand R = 882Ω bei einer angelegten Spannung U = 230V?. Wie gross ist die Leistung P in W 3,8 W 200 W 260 W 60 W 143 Zwischen zwei Polen herrscht ein Ladungsunterschied. Wie bezeichnet man diesen Zustand? 144 Wie heisst der kleinste Baustein eines Grundstoffes, der noch dessen Eigenschaften besitzt?

12 TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN 145 Nennen Sie den Unterschied zwischen Grundstoffen und Verbindungen! 146 Geben Sie eine Definition zum Begriff Stromstärke? 147 Zeichnen Sie einen Stromkreis (Batterie, Leiter und Verbraucher) mit dem die Stromstärke I in [A] gemessen werden kann! 148 Wo und unter welchen Bedingungen tritt ein Spannungsabfall auf?