Prüfungsvorbereitung für die handwerklichen Elektroberufe

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1 Markus Asmuth, Udo Fischer, Thomas Kramer Prüfungsvorbereitung für die handwerklichen Elektroberufe Gesellenprüfung Teil 1 4. Auflage Bestellnummer 44003

2 Bildungsverlag EINS GmbH Ettore-Bugatti-Straße 6-14, Köln ISBN Copyright 2015: Bildungsverlag EINS GmbH, Köln Das Werk und seine Teile sind urheberrechtlich geschützt. Jede Nutzung in anderen als den gesetzlich zugelassenen Fällen bedarf der vorherigen schriftlichen Einwilligung des Verlages. Hinweis zu 52a UrhG: Weder das Werk noch seine Teile dürfen ohne eine solche Einwilligung eingescannt und in ein Netzwerk eingestellt werden. Dies gilt auch für Intranets von Schulen und sonstigen Bildungseinrichtungen.

3 Inhaltsverzeichnis Vorwort Bewertungsbogen Übersicht (Anlagen) Projektierung Schriftliche Aufgabenstellung Komplexe Arbeitsaufgabe Praxis Prüfung 2 Bewertungsbogen Übersicht (Anlagen) Projektierung Schriftliche Aufgabenstellung Komplexe Arbeitsaufgabe Praxis Prüfung 3 Bewertungsbogen Übersicht (Anlagen) Projektierung Schriftliche Aufgabenstellung Prüfung 4 Bewertungsbogen Übersicht (Anlagen) Projektierung Schriftliche Aufgabenstellung Prüfung 5 Bewertungsbogen Übersicht (Anlagen) Projektierung Schriftliche Aufgabenstellung Prüfung 6 Bewertungsbogen Übersicht (Anlagen) Projektierung Schriftliche Aufgabenstellung Prüfung 7 Bewertungsbogen Übersicht (Anlagen) Projektierung Schriftliche Aufgabenstellung Prüfung 8 Bewertungsbogen Übersicht (Anlagen) Projektierung Schriftliche Aufgabenstellung Bildquellenverzeichnis

4 Vorwort Der neu geordnete Ausbildungsberuf Elektroniker, Fachrichtung Energie- und Gebäudetechnik, geht einher mit der Einführung des lernfeldorientierten Unterrichts an den Berufsschulen wie auch der Umsetzung auftragsorientierter Ausbildung in den Betrieben. Diesem Anspruch soll der vorliegende Titel Prüfungsvorbereitung für die handwerklichen Elektroberufe gerecht werden und gleichzeitig die Auszubildenden vor der Gesellenprüfung Teil 1 mit der neuen Aufgaben- und Prüfungskultur vertraut machen. Den Lehrkräften und Ausbildern gibt er Hilfestellungen und Anregungen für den Unterricht bzw. für die Ausbildung und vermittelt Lösungsstrategien für den späteren Berufsalltag. Der Aufbau einer einzelnen Prüfung orientiert sich an der Ausbildungsverordnung der elektrotechnischen Ausbildungsberufe sowie an den Erfahrungen und Umsetzungen in den verschiedenen Bundesländern. Es werden die im Rahmenlehrplan und in der Ausbildungsverordnung geforderten Qualifikationen und Inhalte zur Lösung der Aufgaben vorausgesetzt. Die zur Lösung erforderlichen Vorgaben sind stets im Aufgabenteil enthalten, jedoch können zusätzliche Informationen aus einschlägigen Tabellenbüchern und Formelsammlungen herangezogen werden. Die gestreckte Gesellenprüfung im Elektrohandwerk teilt sich in Teil 1 und Teil 2 auf. Der vorliegende erstreckt sich auf die in der Anlage für das erste Ausbildungsjahr und das dritte Ausbildungshalbjahr aufgeführten Qualifikationen sowie auf den im Berufsschulunterricht entsprechend dem Rahmenlehrplan zu vermittelnden Lehrstoff, soweit er für die Berufsausbildung wesentlich ist. Bei der gestreckten Gesellenprüfung fließt Teil 1 mit 40% und Teil 2 mit 60% in das Gesamtergebnis ein. Teil 1 setzt sich aus einer komplexen Arbeitsaufgabe einschließlich schriftlicher Aufgabenstellungen und begleitender situativer Gesprächsphasen zusammen, die in insgesamt höchstens zehn Stunden durchzuführen sind, wobei die Gesprächsphasen höchstens zehn Minuten umfassen sollen. Die schriftlichen Aufgabenstellungen sollen einen zeitlichen Umfang von höchstens 120 Minuten haben. Das vorliegende Übungsbuch bezieht sich im Wesentlichen auf die schriftlichen Aufgabenstellungen und bei der komplexen Arbeitsaufgabe auf den Teil Projektierung. In den beiden ersten Prüfungen wurde die komplexe Arbeitsaufgabe um den praktischen Teil und die Abnahme ergänzt. Zusätzlich gibt es Hilfestellungen für die Durchführung der situativen Gesprächsphasen. Für die Bewertung der jeweiligen Prüfung wurde ein Musterbogen zur Orientierung und Gewichtung der einzelnen Prüfungsbereiche erstellt; dieser unterliegt aber keiner Allgemeingültigkeit. Wir wünschen Ihnen viel Erfolg bei den Prüfungen und sind für Hinweise und Anregungen dankbar. Die Autoren

5 1. Teil Abschlussprüfung Bewertungsbogen Schriftliche Aufgabenstellung Schriftliche Aufgabenstellung Gesamtbearbeitungszeit: Anlage X Erreichbare Erreichte Teil Projektierung (1 Stunde) Punkte Punkte % Aufgabe 1 Übersichtsschaltplan 30 Aufgabe 2 Stromlaufplan i.z.d. 30 Aufgabe 3 Steuerstromkreis 40 Summe 100 0,2 Erreichbare Erreichte Teil Schriftliche Aufgabenstellung (2 Stunden) Punkte Punkte % Aufgabe 4 10 Aufgabe 5 10 Aufgabe 6 10 Aufgabe 7 10 Aufgabe 8 10 Aufgabe 9 10 Aufgabe Aufgabe Aufgabe Aufgabe Summe 100 0,3 Ergebnis Theorie Erreichbare Erreichte Teil Brettmontage Punkte Punkte % Aufbau und Anordnung 15 Maßhaltigkeit 5 Verdrahtung 15 Sauberkeit am Arbeitsplatz 5 Schutzmaßnahme(n) VDE 10 Funktion 50 Summe 100 Erreichbare Erreichte Teil Messungen DIN VDE 0100 Teil 600 Punkte Punkte % Die einzelnen Messungen können vom Prüfungsausschuss individuell festgelegt werden. 100 Erreichbare Erreichte Teil Situative Gesprächsphase(n) Punkte Punkte % Max. 10 Minuten, ist in der gesamten Prüfungszeit von 10 Stunden enthalten und kann vom Prüfungsausschuss zeitlich individuell durchgeführt werden ,3 0,1 0,1 Note 1 Note 2 Note 3 Note 4 Note 5 Note Punkte Punkte Punkte Punkte Punkte 29 0 Punkte Ergebnis Praxis Endergebnis 50 % 50 % Bildungsverlag EINS GmbH 5

6 1. Teil Abschlussprüfung Bewertungsbogen Schriftliche Aufgabenstellung Übersicht Schriftliche Aufgabenstellung Gesamtbearbeitungszeit: Anlage X Teil Projektierung Zeit: 60 min Aufgabe 1 Vervollständigen Sie den Übersichtsschalt- Kundenauftrag Anlage A plan für die Beleuchtungsanlage im Flur Leistungsverzeichnis Anlage B des Dachgeschosses gemäß Grundrissplan Übersichtsschaltplan/ Anlage C und Vorgaben. Grundrissplan Installationsform: Verbindungsdosen Aufgabe 2 Vervollständigen Sie den Stromlaufplan in Stromlaufplan Anlage D zusammenhängender Darstellung für die Leistungsverzeichnis Anlage B Beleuchtungsanlage. Aufgabe 3 Vervollständigen Sie den Steuerstromkreis Steuerstromkreis Anlage E einer Schützschaltung für die Jalousien- Steuerung im Dachgeschoss. Teil Schriftliche Aufgabenstellung Aufgabe 4 bis 13 Beantworten Sie die Fragen und führen Sie die Berechnungen durch. Zugelassene Hilfsmittel Tabellenbuch, Formelsammlung, Taschenrechner Zeit: 120 min Teil Komplexe Arbeitsaufgabe Praxis Aufgabe 14 Führen Sie gemäß Brettaufbauplan Brettaufbauplan und Materialliste die komplexe Arbeits- Materialliste aufgabe aus. Werkzeug Zeit: 6 Std. Aufgabe 15 Führen Sie gemäß der VDE 0100 Teil 600 Übergabedie notwendigen Überprüfungen durch bericht und dokumentieren Sie Ihre Ergebnisse im Prüfproto- Prüf- und Übergabebericht. koll NUR im Beisein von Elektrofachkräften/ Prüfern durchführen Teil Situatives Gespräch Aufgabe 16 Während oder im Anschluss an die praktische Durchführung der komplexen Arbeitsaufgabe werden Fragen durch die Prüfer gestellt. Zeit: 10 min Hinweise zur Durchführung und Bewertung: Im Prüfungsteil Projektierung sind die Punkte auf dem Aufgabenblatt angegeben. Die erreichbare Gesamtpunktzahl beträgt 100. Im Prüfungsteil Schriftliche Aufgabenstellung ist die erreichbare Gesamtpunktzahl 100. Die Aufgaben sind vollständig zu beantworten und die Rechenwege müssen nachvollziehbar sein. 6 Bildungsverlag EINS GmbH

7 Kundenauftrag Anlage: A ELEKTRO Alleskönner Ihr kompetenter Partner für Energie- und Gebäudetechnik Kundenauftrag Kunde: Familie Mustermann vom: Anschrift: Hauptstr Musterstadt Sie werden vom Kunden beauftragt, in dem Einfamilienhaus unter Beachtung der Normen und Richtlinien Installationsarbeiten durchzuführen. Objekt: Büro und Flur im Dachgeschoss Installationsarbeiten im Büro-Dachgeschoss Montage und Installation einer Jalousie-Steuerung für die Studiofenster mit Sonnen- und Windwächter Montage eines PC-Arbeitsplatzes inklusive verschiedener Ein- und Ausgabegeräte Installationsarbeiten im Flur Dachgeschoss Montage und Installation einer Kreuzschaltung mit 2 Schaltstellen im Dachgeschoss und einer Schaltstelle im 1. Stockwerk Ein Deckenauslass im Dachgeschoss, ein Wandanschluss im Treppenabgang An jedem Wechselschalter der Kreuzschaltung eine Schuko-Steckdose Hinweise zur Ausführung Die Zuleitung zur Unterverteilung ist als TN-S-System ausgeführt. Raumart: Wohnraum Installationsform: Installation mit Verbindungsdosen Leitungsart: NYM 1,5 mm 2 Leitungsverlegung: unter Putz im Installationsrohr Bildungsverlag EINS GmbH 7

8 Leistungsverzeichnis Anlage: B Kunde: Familie Mustermann Projekt: Installation Büro und Dachgeschoss Bearbeiter: Datum: Leistungsverzeichnis Pos. Menge Titel 01 Büro Dachgeschoss Jalousie-Steuerung mit 2 Schaltstellen und einem Sonnen- und Windwächter liefern und betriebsbereit montieren einschließlich Leitungsverlegung 1 Stck Helligkeitssensor AP 1 Stck Windsensor 2 Stck Jalousie-Wippenschalter, 10 A, 250 V~, 1-polig 2 Stck Rahmen 1-fach 02 Flur Dachgeschoss Kreuzschaltung mit 3 Schaltern, 2 Leuchtenauslässen, 2 Schukosteckdosen liefern und betriebsbereit montieren einschließlich Leitungsverlegung 1 Stck Kreuzschalter 2 Stck Wechselschalter 2 Stck Schuko-Steckdose 16 A/250 V~ 1 Stck Rahmen 1-fach 2 Stck Rahmen 2-fach 03 Inbetriebnahme und Übergabe an den Kunden 8 Bildungsverlag EINS GmbH

9 Projektierung Übersichtsschaltplan Anlage: C Aufgabe 1: 30 Punkte Vervollständigen Sie den Übersichtsschaltplan anhand der Darstellung gemäß Grundriss. E2 Flur E1 Jalousie links Büro Balkon Bad Jalousie rechts Übersichtsschaltplan E1 X1 Bildungsverlag EINS GmbH 9

10 Projektierung Stromlaufplan i.z.d. Anlage: D Aufgabe 2: 30 Punkte Vervollständigen Sie den Stromlaufplan in zusammenhängender Darstellung gemäß Vorgaben. E1 E2 L1 N PE X1 Q1 X5 10 Bildungsverlag EINS GmbH

11 Projektierung Steuerstromkreis Anlage: E Aufgabe 3: 40 Punkte Vervollständigen Sie für die Jalousie-Steuerung den Steuerstromkreis gemäß Vorgaben und Plan. Der Antrieb der beiden Jalousien erfolgt über jeweils eine Wendeschützschaltung. Beide Jalousien sollen unabhängig voneinander per Handbetrieb auf- und abwärtsgefahren werden. Bei Sonneneinstrahlung (Taster S5 betätigt) müssen beide Jalousien automatisch abwärtsfahren. Die Handsteuerung soll die Sonnenautomatik verriegeln. Bei einer zu großen Windstärke (Taster S9 betätigt) müssen beide Jalousien automatisch aufwärtsfahren. Ein Handbetrieb ist dann nicht möglich. Die Abfrage der Endpositionen erfolgt über die dargestellten Endschalter (B3, B4, B7, B8). Über einen gemeinsamen AUS-Schalter (S0 betätigt) kann der Fahrbetrieb gestoppt werden. B3 B4 S9 Windsensor Helligkeit - sensor AP Endschalter offen Jalousie links Endschalter zu Jalousie links Endschalter offen Jalousie rechts Endschalter zu Jalousie rechts B7 B8 S5 S0 L1 24V - 50Hz B3 B4 S5 S5 S9 Q1 Q2 Q3 Q4 N Auf Ab Auf Ab links rechts Bildungsverlag EINS GmbH 11

12 Schriftliche Aufgabenstellung Aufgabe 4: 10 Punkte Im Flur wird zu den zwei 60-W-Glühlampen am 230-V-Netz eine weitere Glühlampe parallel geschaltet. Wie groß ist die Leistung der dritten Glühlampe, wenn der Gesamtwiderstand der Schaltung um 169 Ω sinkt? Aufgabe 5: 10 Punkte Auf dem Gehäuse der Wandlampe ist das Symbol der Schutzklasse II abgebildet. Stellen Sie das Symbol dieser Schutzklasse dar. Erklären Sie die Schutzmaßnahme Schutzisolierung. 12 Bildungsverlag EINS GmbH

13 Schriftliche Aufgabenstellung Aufgabe 6: 10 Punkte Entwerfen Sie für die gegebene Kreuzschaltung mithilfe der Schaltungssynthese eine digitale Schaltung. Ergänzen Sie als Erstes die Wertetabelle und stellen Sie dann die dazugehörige Funktionsgleichung auf. Wertetabelle: C B A X Funktionsgleichung: Bildungsverlag EINS GmbH 13

14 Schriftliche Aufgabenstellung Aufgabe 7: 10 Punkte Sie haben die Möglichkeit, die Lampenschaltung und die Jalousie-Steuerung mit einer SPS-Kleinsteuerung zu programmieren. a) Aus welchen Funktionsgruppen besteht normalerweise eine solche SPS-Kleinsteuerung? b) Was versteht man unter zyklischer Programmbearbeitung? Aufgabe 8: 10 Punkte Erklären Sie nachfolgende Abkürzungen: Abkürzung AWL RAM FUP CPU SPS KOP EVA VPS Bedeutung 14 Bildungsverlag EINS GmbH

15 Schriftliche Aufgabenstellung Aufgabe 9: 10 Punkte Ein Netzgerät für das Faxgerät liefert eine sinusförmige Wechselspannung mit einem Scheitelwert von 10 V bei einer Frequenz von 50 Hz. a) Berechnen Sie den Effektivwert der Spannung. b) Berechnen Sie den positiven Momentanwert 7 ms nach dem Nulldurchgang der Spannung. Bildungsverlag EINS GmbH 15