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1

RE 1.1

Heizwicklung eines Boilers

Welchen Strom nimmt eine Heizwicklung eines Boilers von ^{40, 5 } Widerstand bei ^{230 V} auf?

A ,679 5

Panzerheizkörper

Rohrheizkörper Keramikheizkörper

Heizdraht aus Konstantan

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2

RE 1.2

Vorwiderstand

Ein Vorwiderstand, der auf ^{3 , 82 } eingestellt ist, wird von ^{16 , 5 A} durchflossen. Wie gross ist die zwischen den Vorwiderstandsklemmen herrschende Spannung?

V ,03 63

RV R

UV

IV

3 Widerstand einer Glühlampe

Wie gross ist der Widerstand einer ^{60 W} Glühlampe welche an ^{230 V} angeschlossen werden kann!

 7 881,

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4

RE 1.3

Vernickeln von Schrauben

Beim Vernickeln misst man ^{8 V} Spannung und ^{18 A} Stromstärke.

Berechnen Sie den Widerstand des Vernickelungsbades.



4444

0,

5

RE 1.4

Kenndaten Widerstand

Ein Widerstand ist wie folgt angeschrieben: ^{165 } - ^{2 ,5 A} . Welche Spannung muss angelegt werden, damit der Nennstrom fliesst?

V ,5 412

Der Nennstrom ist der Strom der bei Nennbedingungen, also bei den Bedingungen für welchen das Bauteil

bzw. das Betriebsmittel gebaut ist.

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6

RE 1.5

Lichtbogen einer Lampe

Die Spannung am Lichtbogen einer Lampe ist bei ^{62 A} Stromstärke ^{48 V} . Berechnen Sie den Widerstand des Lichtbogens.

 7742 0,

Xenon-Gasentladungslampe mit 15 kW aus einem

IMAX-Filmprojektor

7 Stromquelle

Eine Stromquelle schickt durch einen Widerstand ^{R  60 } einen Strom von 3 Ampere. Wie gross ist die Klemmenspannung U ?

V U  180

Ideale Quelle Die Stromquelle liefert eien konstanten Strom durch den

Verbraucher.

Reale Quelle In der Realität sind aber die Quellen von der Belastung abhängig und die Klemmenspannung sinkt bei grösserer

Stromentnahme.

Nichtlineare Quelle

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8 Lichtnetz

Schliesst man an das Lichtnetz (230 V) einen Widerstand an, so wird er von 4 Ampere durchflossen.

Wie gross ist dieser Widerstand?



5

57,

R 

9 Glühlampe

Welchen Warmwiderstand R hat eine Glühlampe von 230 V und 0,45 Ampere?

Glühlampe Wolfram

E27 E

Halogen- Glühlampe

Wolfram E27

D

Halogen- Hochvolt GU10

C

Halogen- Niedervolt GU5.3

D



511, 1  R 

Nach 2013 dürfen Lampen der Energieklasse C und schlechter nicht

mehr verkauft werden.

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10 Kochplatte

Eine Kochplatte ist an 230 V angeschlossen und hat einen Widerstand von 40  . Wieviel Ampere fliessen durch die Sicherung (DII)?

Diazed

Grösse I Diazed

Grösse II Neozed

Sicherung

Überlastschutz kein Kurzschlussschutz

Feinsicherung (ohne Quarzsand)

A , I  5 75

Blitzkochplatten sind Masse- kochplatten mit einem roten Punkt

in der Mitte. Sie haben eine ca.

500W grössere Leistung als andere gleichgrosse Masse- kochplatten. Der eigebaute Übertemperaturschutz (Bimetall) schaltet ohne Kochgut nach etwa.

9 Minuten einen der drei eingebauten Widerstände aus.

11

RE 1.6

Hochohmwiderstand

An einem Hochohmwiderstand von ^{16 k } liegt eine Spannung von

V 185 .

a) Berechnen Sie den Strom in Ampère und mA ! b) Stellen Sie die Rechnung in der unteren Grafik dar.

c) Lesen Sie den Strom bei einer Spannung von 100 V aus der Grafik heraus!

[ m A ] I

U [ V ]

A ,01156 0

mA ,56 11

Der Hochohmwiderstandist ein elektrischer Widerstand von mehr als 10 k. Solche Widerstände werden aus Kostengründen meist nicht aus Metallegierungen, sondern überwiegend als Schichtwiderstände oder

Massewiderstände unter Verwendung von Halbleitermaterialien ausgeführt.

Schichtwiderstand

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12

RE 1.7

Drahtwiderstand

Ein Draht hat ^{86 m } Widerstand und wird von ^{12 A} durchflossen.

Welche Spannung inVolt und mV verbraucht er?

V .032 1

mV

1032

13

RE 1.8

Entstörwiderstand

Legt man an den Entstörwiderstand eines Zündkabels eine Spannung von V

,9

12 an, so fliesst ein Strom von 0 , 92 mA . Wieviele k  Wiederstand ergibt dies?

 k ,02 14

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14

RE 1.9

Oxidierte Batterieklemmen

An den beiden Klemmen einer Batterie hat sich durch Oxidation ein

Übergangswiderstand von je 30 m  gebildet. Welche Spannung geht an den Klemmen bei einer Stromaufnahme von ^{85 A} total verloren?

V ,55 2

12V-Bleiakku (6 Zellen à 2V)

15

RE 1.10

Isolationsfehler an einem Wärmegerät

An einem Wärmegerät herrscht zwischen den Anschlussklemmen (L,N) eine Spannung von 224 V . Der Isolationswiderstand muss nach NIN-Vorschrift mindestens 1 M  betragen. Wie gross ist der durch diesen Widerstand fliessende Strom (Ableitstrom gegen Erde)?

mA ,224 0

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16

RE 1.11

Wasserzersetzungsapparat

In einem Wasserzersetzungsapparat fliessen ^{6600 A} . Die Arbeitsspannung ist ^{1 , 65 V} . Wie gross ist der vorliegende Widerstand?

 m ,25 0

Oktetregel

Alle Atome streben immer nach einer gefüllten Valenzelektronenschale.

Elektronegativität In diesem Fall zieht das Sauerstoffteilchen mit seiner größeren Elektronegativität zwei

Elektronen aus den Schalen der Wasserstoffteilchen näher zu sich, es wird

dadurch zu einem negativ geladenen Anion. Die Wasserstoffteilchen werden zu Kationen, da ihnen nun ein Elektron fehlt.

Je grösser der EN-Unterschied der beiden Atome, bei der Bindung, je polarer ist die Bindung.





EN2,1 H EN2,1

H2O O

EN 3,5

Jonenbindung

Weil diese Ionen unterschiedlich geladen sind, bewegen sie sich beim Einschalten

des Stroms zum entsprechenden Gegenpol also:

Kation Wasserstoff-

Ion (positiv geladen)

---> Kathode Anion

Sauerstoff-Ion (negativ geladen)

---> Anode

17

RE 1.12

Spule eines Gleichstromrelais

Welchen Widerstand besitzt die Spule eines Gleichstromrelais, die bei ^{12 V} Spannung einen Strom von ^{107 mA} aufnimmt?

 15 112 ,

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18

RE 1.13

Innenwiderstand eines Messinstrumentes

Mit einem Voltmeter werden ^{403 V} gemessen. Aus der Betriebsanleitung ist ersichtlich, dass das Instrument bei diesem Messbereich einen

Eigenwiderstand von 5 ,8 k  hat. Berechnen Sie den durch das Voltmeter fliessende Strom!

mA

,48

69

19

RE 1.14

Hochohmwiderstand

Berechnen Sie die Spannung eines Hochohmwiderstandes, der M 

6 ,

2 Widerstand besitzt und von ^{560  A} Strom durchflosen wird!

V 1456

Ein 2-MΩ-SMD-Widerstand in der Baugröße 1206

(Raster in mm)

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20

RE 1.15

Überspannungsableiter

Ein Überspannungsableiter führt bei ^{10 , 2 kV} Spannung einen Ableitstrom von ^{10 , 4 kA} . Welchem Widerstand entspricht dies?

 9808 , 0

Fr. 175.-

In modernen Wohngebäuden werden zunehmend elektronische Geräte eingesetzt. Dort sind heute Fernseh-,

Stereo- und SAT-Receiver sowie Internet-PCs in Haushalten vorhanden. Ebenso sind Mikrowelle,

Kühlschrank und Spül-/Waschmaschine mit Mikroprozessoren ausgestattet. Für die Sicherheit sind Alarmanlagen und

Videoüberwachungen installiert.

Werte von einigen 10’000 Fr. müssen geschützt werden. Denn für alle

Geräte und Anlagen gilt eines:

Überspannungen sind für sie tödlich.

21

RE 1.37

Mikrofon

Ein Mikrofon hat einen Widerstand von 60  .

Wie gross ist der Strom, wenn es mit einer mittleren Spannung von ^{1 , 8 V} betrieben wird?

mA 30

Prinzip und Funktion eines

Mikrofons

Schaltzeichen Mikrofon Ein Mikrofon (Mikrophon) ist ein Schallwandler, der Luftschall als Schallwechseldruckschwingungen in

entsprechende elektrische Spannungsänderungen als Mikrofonsignal umwandelt.

Tauchspulenmikroon

Elektret-Kondensatormikrofon

Kohlemikrofon

Piezo- oder Kristallmikrofon

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22

RE 1.41

Begrenzungswiderstand

Die Nenndaten eines Begrenzungswiderstandes sind: ^R

^ 1 , 2 ^{k } , mA

I  22 .

U

= U

U

U

R

I

Welche Spannung darf man maximal am Vorwiderstand anlegen?

V

4

,

26

23

RE 1.44

Stromänderung

In einem galvanischen Bad wird durch Zugabe von Säure der Widerstand 45 % verringert.

Um wie viel Prozent wird sich der Strom vergrössern, wenn die Spannung beibehalten wird?

% 82 , 81

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24

AE 2.4 1

Eierkocher

Ein elektrischer Eierkocher nimmt bei Anschluss an 230 V einen Strom von 1 , 9 A auf.

Wie gross ist der Widerstand der Heizwicklung?



0

,

121

25

AE 2.4 2

Relais

Ein Relais mit 500  -Wicklungswiderstand (CuL ^{0 , 19} ) wird an V

24 angeschlossen.

Bestimmen Sie Stromstärke und Stromdichte in der Relaisspule.

mA 48

/

693 ,

1 A mm

CuL Kupferlackdraht mit

mm 19 ,

0 Durchmesser

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26

AE 2.4 3

Heisswassergerät

Ein Heisswassergerät hat im Betriebszustand einen Widerstand von

 2 , 24 .

a) Machen Sie ein Schema mit Voltmeter, Ampèremeter und

Wattmeter sowie Verbraucher (Heisswassergerät)! Tragen Sie alle vorhandenen und berechneten Werte im Schema ein.

b) Wie gross ist die Stromaufnahme des Gerätes bei Anschluss an V

230 ?

c) Wie goss ist die Leistungsaufnahme des Heisswassergerätes?

A 504 , 9

W 2186

Symbol

Heisswassergerät

27

AE 2.4 4

Glühlampe

Wie gross ist der Widerstand und die Leistung einer Glühlampe, die bei Anschluss an 230 V einen Strom von 0 , 265 A aufnimmt?

 9 , 867

W 95 , 60

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28

AE 2.4 5

Stellwiderstand

Auf dem Leistungsschild eines Stellwiderstandes, der für Demonstrationszwecke benutzt wird, stehen folgende Angaben:

Strom ^{1 , 3 A}

Widerstand 330 

a) Berechnen Sie die höchstzulässige Spannung!

b) Wie goss ist der Leitwert des Stellwiderstandes?

c) Bestimmen Sie die maximale Leistungsaufnahme mit drei verschiedenen Formeln!

d) Welche Möglichkeiten kennen Sie um die Leistung an einem Verbraucher zu bestimmen. Machen Sie zu jeder Variante ein Schema mit Verbraucherwiderstand!

V 429

mS 03 , 3

W

7

,

557

29

AE 2.4 6

Kondensator

Welcher Strom fliesst durch die Isolation eines Kondensators, wenn der Kondensator an 12 V -Gleichspannung angeschlossen wird und der Isolationswiderstand (Dielektrikum) R

^ 1 , 2 M ^ beträgt?

 A 10

Realer Kondensator Ersatzschaltung

Idealer Kondensator Phasenverschiebung

zwischen Strom und Spannung an einem idealen

Kondensator

Symbol idealer Kondensator

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30

AE 2.4 7

Strommesser

Ein Strommesser zeigt bei Vollausschlag einen Strom von 30 mA an.

In diesem Messbereich hat das Messgerät einen Innenwiderstand von

 3 ,

9 .

a) Welche Spannung fällt am Strommessgerät ab?

b) Machen Sie ein Schema mit Volt und Ampèremeter sowie einem Verbraucherwiderstand! Tragen Sie das Ergebniss in der

Schaltung ein!

c) Was ist bei der Messung mit Volt- und Ampèremeter zu beachten?

V 279 , 0

Vollausschlag

Messbereichsendwert

31

AE 2.4 8

Leitwertberechnungen

Berechnen Sie die Leitwerte folgender Widerstände:

a) 12 , 5  , b) 20 k  , c) 0 , 0294  , d) 15 m  und e) 180 

S 08 , 0

 S 50

S 01 , 34

S 67 , 66

mS 5 5 , 5

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32

AE 2.4 9

Spannungsmesser

Ein Spannungsmesser hat einen Innenwiderstand von 4 k  / V . a) Welcher Strom fliesst durch das Messgerät, wenn der

Messbereich auf 50 V eingestellt ist und eine Spannung von V

24 angezeigt wird?

b) Machen Sie ein Schema mit Volt und Ampèremeter sowie einem Verbraucherwiderstand! Tragen Sie das Ergebniss in der

Schaltung ein!

c) Was ist bei der Messung mit Volt- und Ampèremeter zu beachten?

mA

12

,

0

33

AE 2.4 10

Wiederstandswerte

Bestimmen Sie die Widerstandswerte nachfolgender Leitwerte:

a) 1 , 35 S , b) 2 mS , c) ^{1 , 2 mS} , d) 56 S und e) ^{0 , 833 m }

740  , 0

 500 ,

 3 , 833

 01786 , 0

 5 , 1200

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34

AE 2.4 11

Kurzschluss Gleichstrommtor

Ein Kurzschluss an einem Motorklemmenbrett eines

Gleichstrommotors überbrückt die Motorwicklungen, so dass nur noch die Leitung mit einem Leiterwiderstand von 0 , 4  im Stromkreis liegt.

a) Zeichnen Sie ein Schaltungsschema der beschriebenen Situation mit Leiterwiderständen, Klemmenbrett und Motor!

b) Bestimmen Sie den Kurzschlussstrom für 440 V -Netzspannung!

A

550 ,

35

AE 2.4 12

Gelockerte Schraubenklemme

An einer gelockerten Schraubenklemme tritt bei 16 A Belastung ein Spannungsabfall von 400 mV auf.

a) Wie gross ist der Übergangswiderstand?

b) Welche Leistung wird am ungewollten Widerstand verbraucht?

 m 25

W 4 , 6

Achtung

Anschlussprobleme bei unachtsamer Arbeit

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36

AE 2.4 13

Überstromunterbrecher

Ein Stromkreis ist mit einem Leitungsschutzschalter 16 A abgesichert.

a) Welche Spannung fällt am Leitungsschutzschalter ab, wenn sein Übergangswiderstand 7 m  beträgt und der Stromkreis mit

A 5 ,

14 belastet wird?

b) Welche Leistung wird im Überstromunterbrecher bzw. im Leitungsschutzschalter in Wärme umgesetzt!

V 1015 , 0

W 472 , 1

Schmelzsicherungen

Geräteschutz 250V 80A/D

Kleinleistungs- Sicherung

1,5 kA/G 250V

DIAZED DI, 10A 10 kA 250V

NEOZED D02, 40A 10 kA

40

DIAZED DII, 25A 50 kA 500V

40

DIAZED DIII, 40A 50 kA 500V

Norm SNV 24482 G2,400A

50 kA 500V

Norm CEI 269 NH00, 40A

50 kA 500V

Leitungsschutzschalter

Überlastschutz Kurzschluss-

schutz

Motorschutzschalter

Der Motorschutz (zum Beispiel ein Motorschutzschalter) schützt Elektro

motoren (meist Asynchronmotoren)

vor thermischer

37

AE 2.4 14

Autobatterie

Eine 12 V -Autobatterie liefert beim Anlassen 96 A . a) Berechnen Sie den Widerstand im Anlasser-Stromkreis.

b) Welche Leistung wird beim Anlassen erzeugt?

c) Bestimmen Sie den Leitwert im Anlassfall.

 125 , 0

W 1152

S 8

Anlassen eines Autos Eine Batterie, die als Energiequelle für den Antrieb

eines Elektrofahrzeugs, wie Elektroautos oder Hybridfahrzeugen dient, wird

dagegen eher als Traktionsbatterie bezeichnet.

Ergänzend und zur Erhöhung der Ausfallsicherheit besitzen diese Fahrzeuge oftmals auch

eine Starterbatterie zur Versorgung ihres Bordnetzes.

Säure-Dichte

[g/cm³] Ungefährer Ladezustand 1,28 Voll geladen 1,22 Normal geladen 1,18 Schwach geladen 1,12 Normal entladen 1,06 Tief entladen

Klemmen- Spannung

[V]

Ungefährer Ladezustand

>12,8 Voll geladen ca. 12,4 Normal geladen ca. 12,2 Schwach geladen ca. 11,9 Normal entladen

<10,7 Tief entladen

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38

AE 2.4 15

Widerstands-Code

Wie gross sind die folgenden Widerstände, und welche Toleranzen gelten?

Widerstände 1

a) braun-grün-braun-silber b) rot-violett-rot-gold c) blau-grau-grün-silber

d) orange-weiss-schwarz-braun

Widerstände 2

e) braun-grün-braun-schwarz-silber f) rot-violett-rot-grau-gold

g) blau-grau-schwarz-grün-silber h) orange-weiss-schwarz-grau-braun

Kohleschicht- Widerstand mit 4 Farbringen

 k

1  5 %

Widerstände bis und mit der Reihe E48 haben vier Farbringe.

Metallschicht- Widerstand mit 5 Farbringen

Farbe 1. Ring 2. Ring 3. Ring 4. Ring

Multipli- kator

5. Ring

Toleranz 6 Ring

TK 10^-6

schwarz 0 0 0 - - 200

braun 1 1 1 10¹ 1% 100

rot 2 2 2 10² 2% 50

Toleranz Zulässige Abweichung

vom Nennwert

(Sollwert)

39

AE 2.4 16

Widerstands-Code

Welchen Farbcode müssen die folgenden Widerstände tragen?

Kohleschicht-Widerstände

a) 1 , 2 k  ;  2 % b) 3 , 3 M  ;  10 % c) 39 k  ;  5 % d) 100  ;  1 %

Metallschicht-Widerstände

e) 12  ;  ^{0 , 5 %} f) 1 k  ;  2 % g) 200  ;  5 % h) 100 M  ;  1 %

Kohleschicht- Widerstände haben 4 Farbringe

 k

1  5 %

Metallschicht- Widerstände haben 5 Farbringe

 k

10  1 %

Farbe 1. Ring 2. Ring 3. Ring 4. Ring

Multipli- kator

5. Ring

Toleranz 6 Ring

TK 10^-6

schwarz 0 0 0 - - 200

braun 1 1 1 10¹ 1% 100

rot 2 2 2 10² 2% 50

orange 3 3 3 10³ - 15

gelb 4 4 4 10⁴ - 25

grün 5 5 5 10⁵ 0,5% 5

blau 6 6 6 10⁶ 0,25% -

violett 7 7 7 10⁷ 0,1% -

grau 8 8 8 - 0,05% -

weiß 9 9 9 - - 10

gold - - - 10^-1 5% -

silber - - - 10^-2 10% -

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40

AE 2.4 17

Isolationswiderstand

In einer elektrischen Anlage wird der Isolationswiderstand zwischen L1 und L2 (ohne angeschlossene Verbraucher) gemessen.

Bei der Prüfspannung von 500 V fliesst der Strom von 900 mA . a) Wie gross ist der Isolationswiderstand?

b) Welcher Fehlerstrom fliesst bei einer Leiterspannung von 400 V ? c) Wie gross ist der Fehlerstrom zwischen L1 und N?

Messen des Isolationswiderstandes

Um kapazitive Einflüsse auszuschließen, muss Gleichspannung zum Messen verwendet werden. Die Höhe der Messspannung muss mindestens der

Betriebsspannung der Anlagen entsprechen. Gängige Werte sind 100 V für Fernmelde- und Kleinspannungsanlagen, 500V für Hausinstallationen und

 5 , 555

A 9 179 , 0

mA 7 , 415

Aussenleiter Stromführender Leiter (L1,

L2, L3) im Dreiphasen-

Wechselstrom-Netz

41

AE 2.4 18

Transistor als Schalter

In einer Transistorschaltung soll durch den Widerstand R

des Basisspannungsteilers ein Strom von 300 mA fliessen, der an diesem Widerstand einen Spannungsabfall von 0 , 7 V hervorruft.

R₂ R₁

a) Berechnen Sie den erforderlichen Kohleschicht-Widerstand!

b) Welcher nächsthöhere Nennwert ist nach E12 und E24 zu wählen?

c) Geben Sie den jeweiligen Farbcode an!

E-Reihe bestimmen

Es gibt sieben E-Reihen: E3, E6, E12, E24, E48, E96 und E192.

n  3  2

 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 

 a

Die Zahl nach dem Kennbuchstaben E bedeutet die Anzahl der Werte für eine Dekade.

Als Faktor, um einen Wert zu berechen, ergibt sich bei der Reihe E12 aus:

n

10

 12

n m   0 , 1 , 2 ,...., 11 

Für Widerstände kleiner Leistung werden die nebenstehenden Reihen verwendet.

 5 , 555

A 9 179 , 0

mA 7 , 415

Transistor Halbleiterbauelement wird z.B. als Verstärker oder als

Schalter verwendet.

Eingangskennlinie am Transistor

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42

AE 2.4 19

Transistor als Schalter

Aus den Unterlagen einer elektronischen Schaltung lässt sich ein Strom von 0 , 24 mA durch den Widerstand R

 68 k  des Basisspannungsteilers ermitteln.

R2

R₁

A

V

Welche Wert müsste bei einer Spannungmessung das Messgerät anzeigen?

V

32

,

16

43

AE 2.4 20

Leuchtdiode

Ein Metallschicht-Vorwiderstand  1 % einer weissen Leuchtdiode (Flussspannung  u  3 , 3 V ) soll bei einem Strom von  0 , 35 A und einer Netzspannung von ^U

 ^{4 , 5 V} die Restspannung abfallen.

a) Bestimmen Sie den Vorwiderstandswert.

b) Welcher nächsthöhere Nennwert E12 ist zu wählen?

c) Welcher Strom fliesst im gewählten Widerstand?

d) Welche Leistung muss der Widerstand aufweisen!

e) Welchen Farbcode hat dieser Metallschicht-Widerstand?

Farbe

Wellenlänge



I

 u

Infrarot >760 <

I

^{ u}

Aluminiumgalliumarsenid (AlGaAs)

Rot 610<



I

^

^u

Orange 590<



I

^{ u}

Gelb 570<



I

^{ u}

Grün 500<



I

^{ u}

Blau 450<



I

^

^u

Silizium (Si) als Träger, in Entwicklung Zinkoxid (ZnO), in Entwicklung

Violett 400<



I

^

^u

Ultraviolet

t 230<



I

^{ u}

Aluminiumnitrid (AlN) Aluminiumgalliumnitrid (AlGaN) Aluminiumgalliumindiumnitrid (AlGaInN)

wess 230<



I

 ^u

 428 , 3

 9 , 3

mA 7 , 307

W 3692 , 0

orange-weiss-schwarz-braun Leuchtdiode

Eine Leuchtdiode (auch Lumineszenz- Diode, englisch light-emitting diode, deutsch lichtemittierende Diode, LED)

ist ein elektronisches Halbleiter- Bauelement. Fließt durch die Diode Strom in Durchlassrichtung, so strahlt

sie Licht, Infrarotstrahlung (als Infrarotleuchtdiode) oder auch Ultraviolettstrahlung mit einer vom Halbleitermaterial und der Dotierung

abhängigen Wellenlänge ab.

Flussspannung

Die Farbe einer Leuchtdiode hängt wesentlich vom Bandabstand des eingesetzten Halbleitermaterials ab.

Die Farbe entspricht direkt einer bestimmten Wellenlänge λ bzw. dem Kehrwert der Frequenz der emittierten elektromagnetischen Strahlung. Die

sich daraus ergebende Flussspannung bei Nennstrom, auch

Durchlassspannung oder Vorwärtsspannung (englisch forward

voltage) ist dann je nach Farbe unterschiedlich.

E-Reihe

Es gibt sieben E-Reihen: E3, E6, E12, E24, E48, E96 und E192.

n  3  2

 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 

 a

Die Zahl nach dem Kennbuchstaben E bedeutet die Anzahl der Werte für eine Dekade.

Als Faktor, um einen Wert zu berechen, ergibt sich bei der Reihe E12 aus:

n

10

 12

n  0 , 1 , 2 ,...., 11 

m 

Für Widerstände kleiner Leistung werden die nebenstehenden Reihen verwendet.

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AE 2.4 21

Elektronische Schaltung (Weisse LED’s)

In einer elektronischen Schaltung wird an dem Kohleschicht- Widerstand R2 ( grün-violett-gold-silber) eine Spannung von 2 V gemessen.

IB

IL E D

IL E D

IB

V U

 3 , 3

V U

 0 , 1

mA I

 350

I

wird bei dieser Betrachtung vernachlässigt.

a) In welchem Bereich liegt die Stromstärke?

b) Wie gross ist die Abweichung vom Mittelwert des Stromes in Ampère und in Prozent?

Kohleschicht- Widerstände haben 4 Farbringe

Weisses Licht mit LED

Um mit Leuchtdioden weißes Licht zu erzeugen, kommen verschiedene Verfahren zur additiven Farbmischung zum Einsatz:

Erzeugen weißen Lichtes mit einer blauen Leuchtdiode und einem breitbandigen Fluoreszenzfarbstoff.

Erzeugen weißen Lichtes mit einer ultravioletten Leuchtdiode und Fluoreszenzfarbstoffen für rot, grün

und blau.

Fazit

Für Beleuchtungszwecke wird deshalb fast immer eine blaue LED mit nur einem gelben Leuchtstoff kombiniert,

meist Cer-dotiertem Yttrium- Aluminium-Granat-Pulver. Da blaue

LEDs den höchsten Wirkungsgrad haben (UV-LEDs hingegen weniger als die Hälfte) und der Blauanteil

sichtbar ist, ist das die wirtschaftlichste Methode, weißes

Licht per LED zu erzeugen.

45

AE 2.4 22

Spannungstoleranz

Die Nennspannung 230 V konnte vor 2003 um 6% grösser und um 10% geringer sein!

a) Berechnen Sie die maximale Spannung und die minimale Spannung vor 2003!

b) Berechnen Sie die maximale Spannung und die minimale Spannung nach 2003!

c) Wie gross ist die Stromänderung in Prozent nach 2003, wenn bei konstantem Widerstand die berechneten Spannungsänderungen auftreten?

V 8 ,

 13 V

 23 V

 23 V

 23

%

 10

%

 10

18. Januar 2022

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46

AE 2.4 23

Stellwiderstand

Ein Stellwiderstand 330  liegt an einer konstanten Spannung von V

230 . Die Stellänge beträgt 33 , 5 cm . I

R

U

R

l

 l

A

S

E

Um welche Strecke  l muss der Schleifkontakt verschoben werden, um einen Strom von ^{1 , 2 A} einzustellen?

 6 , 191

cm

04

,

14

47

AE 2.4 24

Widerstandskennlinien

Bestimmen aus dem Diagramm durch Ablesung von I  U  Wertepaaren die Widerstände R

bis R

!

2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0

2

[ m A ] I

8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0

4 6

U [ V ]

1 2 3

4

5

6

 200

 400

 750  1200 2500 

 000 ' 5

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48

AE 2.4 25

Widerstandskennlinien

Folgende Diagrammarbeiten sind durch Sie auszuführen:

a) Zeichnen Sie die Kennlinien für die Widerstände ^R

^{ 1 , 5 k } ,



 k

R

2 , 7 und R

^ 6 , 8 k ^ in ein I  U  Diagramm ein, wenn jeder Widerstand an einer Spoannung von 24 V liegt.

2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0

2

[ m A ] I

8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0

4 6

U [ V ]

b) Lesen Sie aus den drei Diagrammen die Ströme ab, die durch die

Widerstände fliessen, wenn sie an 17 V liegen!

49

AE 2.4 26

Widerstandskennlinien eines Einstellwiderstandes

Ein einstellbarer Widerstand liegt an der konstanten Spannung V

U  12 . Bei der Änderung des Widerstandes wurden folgende Stromwerte gemessen:

mA

I

 20 , I

 12 mA ; I

 6 mA , I

 4 mA , I

 2 , 4 mA , mA

I

 1 , 2 , ^I

 ^{0 , 8 mA} und ^I

 ^{0 , 6 mA} .

a) Berechnen Sie die eingestellten Widerstandswerte, und zeichnen Sie die Kennlinie in ein I  R  Diagramm ein.

2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0

2

[ m A ] I

8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0

4 6

R [ k ] 

b) Lesen Sie aus dem I  R  Diagramm die Stromstärke ab, wenn der Widerstand ^{6 , 8 k } beträgt.

c) Ermitteln Sie den Widerstandswert bei einer Stromstärke von mA

5 ,

3 . Prüfen Sie durch Rechnen die Ablesegenauigkeit!

 600

 1000

 2000

 3000

 5000

 k 10

 k 15

 k 20

mA 75 , 1

 3500

 3429

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50

AE 2.4 27

Widerstandstoleranz

Ein Widerstand ^{R  1 , 2 k } der Normreihe E12 darf höchstens an einer Spannung von U  12 , 2 V angeschlossen werden.

a) Zeichnen Sie die Kennlinie für den minimalen und maximalen Widerstandswert in ein I  U  Diagramm ein.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0

2

[ m A ] I

8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0

4 6

U [ V ]

b) Ermitteln Sie aus dem Diagramm den Bereich, in dem die

Stromstärke liegen kann, wenn der Widerstand an U  12 V und

anschliessend an U  9 V liegt.

51

AE 2.4 28

Kennlinie Einstellwiderstand

Ein einstellbarer Widerstand R  330  liegt an der Spannung von V

U  220 . Der Widerstand kann in 6 Stufen gleichmässig verändert werden.

a) Berechnen Sie die einzelnen Widerstandswerte und die zugehörigen Ströme!

0, 4

0, 8

1, 2

1, 6

2 2, 4

2, 8

3, 2

3, 6

4 50

I [A ] 10 0 R [ ]  15 0 20 0 30 0 25 0 35 0 U [V ]

b) Zeichnen Sie die Kennlinien in ein I  U  Diagramm ein.

c) Zeichnen Sie die Kennlinie ^{I  f (R )} .

 55 , 4 A

 110 , 2 A



165 , 1 , 3 A

 220 , 1 A



275 , ^{0 , 8 A}



330 , 0 , 6 A

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52

AE 2.4 29

Kennlinien von Schichtpotentiometer

In nachstehender Abbildung sind Widerstandskennlinien für Schicht- Potentiometer mit unterschiedlicher Charakteristik dargestellt.

a) Beschreiben Sie den Verlauf der Kennlinien a und b.

b) Der Nennwiderstand R

der beiden Widerstände R

und R

beträgt 4 , 7 k  . Bestimmen Sie aus dem Diagramm die Widerstände für folgende Winkel: 100  , 150  , 200  und

 250 .

1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0

4 0 °

R / R

[ % ]

1 6 0 ° 2 0 0 ° 2 4 0 ° 2 8 0 ° 3 2 0 ° 8 0 ° 1 2 0 °

g ( R )

g ( R )

a

b c

Verschiedene Schicht-Potentiometer Ein Potentiometer (kurz Poti,

nach neuer deutscher Rechtschreibung auch Potenziometer) ist ein

elektrisches Widerstandsbauelement, dessen Widerstandswerte mechanisch (durch Drehen

oder Verschieben) veränderbar sind. Es hat mindestens drei Anschlüsse

und wird vorwiegend als

stetig einstellbarer

Spannungsteiler eingesetzt.

53

AE 2.4 30

Kennlinien von Spindelpotentiometer

Die nachstehender Abbildung zeigt Widerstände von Spindel- Potentiometer in Abhängigkeit von der Schleifenstellung:

a) Linear B,

b) Logarithmisch A „Audio“ und c) Spezial logarithmisch A

.

Bestimmen Sie aus den Kennlinien die jeweiligen Widerstandswerte, wenn der Schleifer auf 60% des des elektrischen Schleifweges eingestellt ist.

Die zu vergleichenden Potentiometer haben einen Nennwiderstand von 100 k  .

1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0

1 0

R / R

[ % ]

4 0 5 0 6 0 7 0 8 0

2 0 3 0

B

A

A

9 0 1 0 0

[ % ]

S c h l e i f e r w e g

Verschiedene Spindel-Potentiometer Spindel-Potentiometer haben eine hohe Einstellgenauigkeit.

Sie werden z.B. für die Einstellung der Steuerspannung von Kapazitätsdioden bei der Empfangsabstimmung in

Fernseh- und Rundfunkgeräten benutzt.

Präzisions-Drehknopf mit Präzisionsskala für 10 Gang

Potentiometer mit 6,35 mm Achse. Arretierbar.

Symbol

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54

AE 2.4 31

Spannungsabhängiger Widerstand

Zur Ermittlung der Eigenschaften eines spannungsabhängigen Widerstandes wurden folgende Werte aufgenommen:

Spannung U ]

[ V

Strom I ^{[mA ]}

a) Zeichnen Sie die Kennlinie des Widerstandes in das nachfolgende



 U

I Diagramm ein.

2

I 8 10 12 14 16 18 20 4 6 U [V ] 22 24

54

AE 2.4 31

b) Berechnen Sie die jeweiligen Widerstandswerte.

Spannung U ^{[ V ]}

Strom I ^{[mA ]}

Widerstand R

] [ k 

c) Zeichnen Sie die Kennlinie des Widerstandes in das nachfolgende



 U

R Diagramm ein.

2

4

6 8

10

12

14

16

18

20 2

R [k ]  8 10 12 14 16 18 20 4 6 U [V ] 22 24

d) Zeichnen Sie zum Vergleich in beide Diagramme die Kennlinie für einen konstanten Widerstand von 2 , 7 k ^ ein.

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TG

7.1.2 101

Frage

Wie lautet die Formel für die Berechnung eines Widerstandes?

TG

7.1.2 102

Frage

Wie schnell ist ein Elektron bzw. wie weit bewegt sich ein Elektron pro Sekunde?

TG

7.1.2 103

Frage

Kann man einen elektrischen Widerstand unter Spannung mit einem Ohm-Meter messen?

TG

7.1.2 104

Frage

Wie lauten die drei elktrischen Grössen im

Stromkreis (inklusive Formelzeichen)?

TG

7.1.2 105

Frage

Wie lautet die Formel des ohmschen Gesetzes?

TG

7.1.2 106

Frage

TG

7.1.2 107

Frage

TG

7.1.2 108

Frage

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