R - Ausbildung-Elektrotechnik.de » Ausbildung

2010 

Elektrotechnik 

Elektroniker für Geräte und Systeme 

Alles zu den Themen und den Fächern vom ersten Lehrjahr und zum 

Grundwissen Elektronik 

Grundwissen Elektronik 

Andreas R. 

© Ausbildung-Elektrotechnik.de 

05.05.2010

© www.ausbildung-elektrotechnik.de | Elektrotechnik – Elektroniker für Geräte und Systeme 

Elektrotechnik 

Ausbildungsjahr 1 

Elektroniker für Geräte und Systeme 

● Steuerungstechnik (ST) 1…11 

- Steuerung 1..6 

- Elektromagnetismus 7..8 

- Schütze 9..10 

- RS-Speicherglied 11 

- Zählerbaustein 11 

● Systeme und Geräte (SG) 

- Potenzschreibweise 12 

- Projekt „ohmsches Gesetz“ 12..13 

- Reihenschaltung von Widerständen 14 

- Parallelschaltung von Widerständen 15 

- Belasteter Spannungsteiler 15 

- Nichtlineare Widerstände 16 

- Elektrische Arbeit und Wärme 17 

- Brückenschaltungen 17..18 

- Elektrische Feld 18..19 

- Die Kennzeichnung von Kondensatoren 20..23 

- Schaltungen von Kondensatoren 23 

● Informationstechnologie (IT) 

- Aufbau eines Personal-PC 24 

- Bestandteile eines PC`s 24..25 

- CMOS 25 

- Mainboard 26 

- Bussysteme 27 

- Hard Disk Drive (Festplatte) 27..28 

- CPU (Prozessor) 29..30 

- Cache-Speicher 30 

- Datenschutz und Sicherheit 31 

- Alternative Betriebssysteme 32 

● Installation Elektronik (IE) 

- Stromwirkung auf den Menschen 33 

- Fachbegriffe – Schutzmaßnahmen 34 

- Überstromschutzorgane 35 

- Schutzklassen und Arten 36..37 

-Fehler in elektrischen Anlagen 37 

- Spannungsfall auf Leitungen 38..39 

- Die 5 Sicherheitsregeln 40 

2

Führungsgröße „w“ 


Ausbildungsjahr 1 – Steuerungstechnik 

Thema: Steuerung 

Beispiel: 

Steuerkette 

Anlage Führungsgröße Steuereinrichtung Stellgröße Stellglied Steuerstrecke Störgröße Steuergröße 

Getränkeautomat 

Steuereinrichtung 

Getränkeart Steuerelektronik Spannung 

am 

Elektromagnet 

Verbindungsprogrammiert 

(VPS) 

- Schütz-/Relaissteuerung 

- fest verdrahtete 

Schaltung 

- kontaktlose Steuerung 

(z.B. Logische Gatter auf 

elektronischen Baugruppen 

Stellgröße „y“ 

Elektromagnet 

für 

Getränkeauswurf 

Elektrische Steuerungen 

Steuerstrecke mit Stellglied 

Störgröße „x“ 

Automatenschacht Schacht 

leer, 

Stau 

Speicherprogrammiert 

(SPS) 

- Mikroprozessor-gesteuert 

- Programmspeicherung in 

ROM, RAM, EPROM, 

EEPROM 

- genormte Schnittstellen 

und Spannungspegel bei 

Anbindung der Peripherie 

Steuerungen kommunizieren mit der Peripherie (=Umgebung) mittels Signalaustausch. Auch 

die Form in der die Signale aufbereitet werden ist wichtig, damit die einzelnen 

Steuerungskomponenten (Sensoren, Automatisierungsgerät, Aktoren) „die gleiche Sprache“ 

sprechen. Vor allem die elektrischen Signale bieten eine große Anzahl genormter 

Signalformen, die durch Signalpegel (physikalisch z.B. Spannungshöhen) und Protokolle 

(datentechnischer, zeitlicher Übertragungsablauf) festgelegt sind. Grundsätzlich gilt, dass 

Steuersignale in drei verschiedenen Formen vorliegen können: 

3 

Steuergröße „x“ 

Getränkeausgabe


● analog 

● binär 

● digital 

Analogsignal 

Binärsignal 

Es ist jeder beliebige Zwischenwert 

innerhalb des vorgegebenen 

Bereiches möglich. 

Beispiel: Manometer-Druckanzeige, 

analoges Amperemeter, 

Widerstands-Fühler 

Nur Zwei Zustände sind möglich: 

EIN-AUS, Größe vorhanden bzw. 

nicht vorhanden 

Beispiel: Leuchtmelder, Taster, 

Schütz, Lichtschranke, Induktiver 

Initiator, kapazitiver Sensor 

4


Digitalsignal 

Weiterhin kann man unterscheiden, ob eine Steuerung ein vorgegebenes Programm strikt 

abarbeitet, oder ob sie flexibel auf Ereignisse reagieren kann. 

Programmablauf 

Nur bestimmte Zwischenwerte 

innerhalb des vorgegebenen 

Bereiches. Darstellung in digital 

codierter Form. 

Beispiel: Digitale Spannungsanzeige, 

alle Sensoren mit digitalem Ausgang 

(Daten-Schnittstelle) 

Ablaufsteuerung Verknüpfungssteuerung 

Ereignisgesteuert | zeitgesteuert 

● Autowaschanlage 

● Geschirrspüler 

● NC-Fertigungsprozess 

Ablaufsteuerungen arbeiten nach 

einem zwangsläufig schrittweisen 

Ablauf. 

Ablaufsteuerungen werden 

zumeist anhand sog. 

Zustandsdiagramme 

dokumentiert. Anhand der 

Ereignisse erfolgt eine 

Ansteuerung der Ausgabesignale 

(Aktoren) 

Die Programmierung kann 

anhand sog. Schrittketten 

erfolgen. Hierbei wird ein Schritt 

nach dem anderen ausgeführt. 

Der Übergang zum jeweils 

nächsten Schritt erfolgt erst, 

wenn die sog. Transitionen 

(Weiterschaltbedingung) erfüllt 

sind. 

● flexible Fertigungssysteme 

● Lager- und Transportsysteme 

● Aufzugsanlagen 

Verknüpfungssteuerungen 

verknüpfen die Eingabesignale 

und ordnen die Ergebnisse den 

programmmäßig zugeordneten 

Ausgabesignalen zu. 

Hierzu werden in erste Linie.. 

5 

- Logische 

Verknüpfungsfunktionen 

(UND, ODER, NICHT, NAND, NOR) 

- Zeitfunktionen (TIMER) 

-Zählfunktionen (COUNTER) 

- Speicherfunktion ( MERKER) 

..verwendet. 

Die Programmierung kann dabei 

zumeist in 

- Alphanumerischem Code 

(z.B. AWL, Assembler) 

Oder 

- graphisch (z.B Funktionsplan 

FUP, Kontaktplan KOP) erfolgen.


Steuerungen können sich in ihrer technischen Ausführung in vielfältiger Weise 

unterscheiden. 

- nach der Form der Hilfsenergie 

- nach dem Programmablauf 

- nach der Art der technischen Realisierung (kontaktlos, kontaktbehaftet) 

- nach der Signalform (analog, binär, digital) 

Als gröbstes Unterscheidungsmerkmal kann die Form der Hilfsenergie dienen: 

Mechanische 

Steuerung 

-Getriebe 

-Kupplungen 

-Pendel-Uhr 

Pneumatische 

Steuerung 

-Stoppeinrichtungen 

-Umsetzer 

-explosionsgefährdete 

Bereiche 

Hydraulische 

Steuerung 

-Pressvorgänge 

-Hubeinrichtungen 

Elektrische 

Steuerung 

-Schützsteuerung 

-SPS-Steuerung 

Medium: Elektrischer Strom Pneumatik Hydraulik 

Speicherfähigkeit: Nur mit hohen 

Verlusten 

Sehr gut Mit geringen Verlusten 

Transportfähigkeit: Sehr weite 

Weite Entfernungen Nur kurze 

Entfernungen 

möglich 

möglich 

Entfernungen möglich 

Erzielbare 

Sehr schnell Sehr schnell 

Schnell bis 

Geschwindigkeiten: 0,1-10 ms 

1,5 ms 

0,5ms 

Stoffeigenschafft: Saubere Energie, Auch in 

Gute 

universell 

explosionsgefährd. Materialverträglichkeit, 

umwandelbar und Bereichen möglich, wegen geringer 

einsetzbar 

nur geringe Kräfte Kompression hohe 

möglich, da 

Kraftübertragung 

kompressibel möglich! 

6


Thema: Elektromagnetismus 

Grundregeln: 

- Ein stromdurchflossener Leiter erzeugt immer ein magnetisches Feld 

- Die Feldlinien haben dabei di Form von konzentrischen Kreisen 

- Die Stärke des Magnetfelds nimmt mit der Entfernung ab. 

- Die Richtung des magnetischen Feldes ist von der Stromrichtung abhängig 

Merkregel zur Richtungsbestimmung der 

Magnetfeldlinien: 

Rechte Handregel 

- Daumen zeigt in die technische Stromrichtung 

- Die Finger umgreifen den Leiter 

- Fingerspitzen zeigen die Richtung des Magnetfeldes 

Magnetische Größen: 

Die Gesamtzahl der magnetischen Feldlinien eines Dauermagneten oder einer 

stromdurchflossenen Spule nennt man den magnetischen Fluss 

Formelzeichen: Φ Einheit: Φ = 1VS = 1 wb 

7


Die Ströme, die eine resultierende Feldlinie einer 

stromdurchflossenen Spule durchfluten, bilden die 

elektrische Durchflutung. 

Formelzeichen: Θ Einheit: Θ = 1A 

Formel: Θ = I ∙N 

Die magnetische Durchflutung pro mittlere Feldlinienlänge bzw. Spulenlänge bezeichnet man als 

magnetische Feldstärke (H) 

Formelzeichen: H Einheit: 1 A/m (Meter=Länge) 

Formel: H = (I∙N):m 

Die Feldlinienzahl pro senkrecht durchsetzter Fläche „A“ nennt man magnetische Flussdichte. 

Formelzeichen: B Einheit: 1 VS/m² = 1 T (Tesla) 

Formel: B = µo ∙ H 

Die Permeabilitätszahl „µr“ gibt an, wie viel man besser, oder auch schlechter ein Werkstoff 

magnetisierbar ist als Luft. 

Permeabilität: µ = µr ∙ µo µo = 1,257∙10 -6 Vs/Am 

Zusammenhang zwischen B und H: 

B = µr ∙ µo ∙ H 

8


Thema: Schütz 

Funktionsweise: 

- Schütze sind elektromagnetische Schalter 

- Während Relais fürs kleine Leistungen ausgelegt sind, sind Schütze 

für große Leistungen konzipiert 

- Bei Stromfluss durch eine Spule wird ein Eisenanker angezogen und 

Kontakte werden geschlossen bzw. geöffnet. 

Merke: Elektromagnetische Schalter schalten mit kleinem 

Steuerstrom eine großen Laststrom. 

Vorteile: 

● Galvanische Trennung 

● lange Lebensdauer 

● große Schalthäufigkeit 

PDF-Datei zu Schütze 

Kontaktschaltplan: 

9


Schützverriegelung 

Drahtbruchsicherheit 

Aus Gründen der Drahtbruchsicherheit werden zum Einschalten von elektrischen Anlagen 

Schließer und zum Ausschalten Öffner verwendet. 

Bei Schützsteuerung: 

Drahtbruch am Schließer: „O“-Zustand �Kein Einschalten 

Drahtbruch am Öffner: „O“-Zustand � Sofortiges Abschalten 

Bei der Logo: 

Es wird unabhängig von externen Schließern und Öffnern überprüft, ob am Eingang „0“ oder 

„1“ anliegt. 

10


Thema: Das RS-Speicherglied… 

…ist ein einfaches binäres Speicherglied. Der Wert am Ausgang hängt von den Zuständen am 

Eingang und am bisherigen Zustand am Ausgang ab. 

S: Über ein kurzes „1“ Signal am Eingang „S“ (SET) 

wird der Ausgang auf den Zustand „1“ gesetzt. 

R: Über ein kurzes „1“ Signal am Eingang „R“ (RESET) 

wird der Ausgang auf „0“ gesetzt. 

Par: Bei eingeschalteter Remanenz steht nach 

einen Spannungsausfall das Signal am Ausgang, 

das vor dem Spannungsausfall da war. 

Anwendung: 

RS-Speicherglieder bewirken in Steuerprogrammen die Selbsthaltefunktion in ähnlicher 

weise wie dies in Schützschaltungen durch den Selbsthaltekontakt realisiert wird. 

Thema: Der Zählerbaustein im LOGO!-Steuerrelais 

R: (Reset) Setzt den internen Zähler auf null. 

Cnt: (Count) Zählt bei positiven Flankenwechsel. 

Dir: (Direction) legt die Zählrichtung fest. 

Dir „0“ = Vorwärtszählen 

Dir „1“ = Rückwärtszähler 

Par: (Parameter) Speichert den internen Zählerwert 

auch bei Netzausfall. 

On = Einschaltschwelle 

Off = Auschaltschwelle 

Q: (Digitaler Ausgang) Wird abhängig vom internen Zählerwert und dem Parametern gesetzt. 

R 

Cnt 

Dir 

Par 

RS-Floppy 

R 

S 

Par Q 

+/- 

Q 

11


Ausbildungsjahr 1 – Systeme und Geräte 

Thema: Potenzschreibweise 

Beispiel: 

9 500 000 000 000 = 9,5 ∙ 10 12 

0,0000015 = 1,5 ∙ 10 -6 

Technische Schreibweise (Engineering) 

9,5 ∙ 10 12 Ω 

Zehnerpotenz: 10 -12 

10 -9 

10 -6 

10 -3 

10 0 

10 3 

10 6 

10 9 

Vorsatz: Piko Nano Mikro Milli =1 Kilo Mega Giga 

Abkürzung: p n µ m / k M G 

Thema: Projekt „Ohmsches Gesetz“ 

Der Physiker Georg Simon Ohm (1787..1854) untersuchte vor 100 Jahren, welche Größen in 

einem elektrischen Stromkreis Einfluss auf die Größe des elektrischen Stromes „I“ haben. 

Grundlage der folgenden Betrachtung ist der elektrische Stromkreis: 

V1: 12Volt + R1: 10 Ω 

U U I 

- 

Basis Exponent 

Faktor Potenz Einheit 

12


Die Spannung wird mit einen Voltmeter gemessen, die Stromstärke mit einen Amperemeter 

gemessen. Ein Voltmeter wird immer parallel zum jeweiligen Bauteil geschalten und ein 

Amperemeter in Reihe. Der Innenwiederstand bei einem Voltmeter ist sehr hoch (

U = 10 V 

Uges 


Thema: Reihenschaltung von Widerständen (eng. Series Connection) 

I1 

I2 

I3 

R1 

U1 

R2 

U2 

R3 

U3 

Reihenschaltung in der praktischen Anwendung 

U1 

U2 

Gesetze der Reihenschaltung 

Strom Iges = I1 = I2 = I3 

Die Teilströme sind immer so groß 

wie der Gesamtstrom 

Spannungen Uges = U1 + U2 + U3 

Die Summe der Teilspannung ergibt 

die Gesamtspannung. 

Widerstand Rges = R1 + R2 + R3 

Die Summe der Einzelwiderstände 

ergibt den Gesamtwiderstand 

(=Ersatzwiderstand) 

Bei der Reihenschaltung verhalten 

sich die Spannungen wie die 

zugehörigen Widerstände. Am 

größeren Widerstand fällt die 

größere Spannung ab. Zum Schutz 

von Betriebsmitteln kann man nun 

zu hohe Spannungen durch 

geeignete Vorwiderstände 

anpassen. 

Das nennt man „unbelasteter 

Spannungsteiler“ (Spannungen 

werden im Verhältnis der 

Widerstände geteilt) 

14

U1 

U2 


Thema: Parallelschaltung von Widerständen 

R1 R2 R3 

I1 I2 I3 Iges 

Uges 

Thema: Belasteter Spannungsteiler 

R1 

R2 

RLast 

ULast 

Gesetze der Parallelschaltung 

Strom Iges = I1 + I2 + I3 

Die Summe Teilströme ergibt den 

Gesamtstrom 

Spannungen Uges = U1 = U2 = U3 

Die Gesamtspannung ist so groß wie 

die Einzelspannungen. 

Widerstand Rges = 

Der Gesamtwiederstand ist kleiner 

als der kleinste Einzelwiderstand. 

Es wird über R2 eine Last Parallel 

geschaltet. An dem Lastwiderstand 

fällt dann die gleiche Spannung ab 

wie auf R2. Der Strom Teilt sich dann 

zwischen R2 und RLast auf! 

15


Thema: Nichtlineare Widerstände 

1. Fotowiderstand LDR (Light Dependet Resistor) (Lichtabhängiger Widerstand) 

Bei steigendem Lichteinfall sinkt der Widerstandswert. 

Schaltzeichen: 

2. Temperaturabhängige Widerstände 

a) Kaltleiter (PTC) b) Heißleiter (NTC) 


3. VDR (Voltage Dependet Resistor) (Spannungsabhängiger Widerstand) 

Bei steigender Spannung sinkt der Widerstand. 


Anwendung: 

Anwendung: Überspannungsschutz 

- Lichtschranken 

- Dämmerungsschalter 

(Positiv Temperature Coefficent) 

Bei steigender Temperatur steigt der 

Widerstandswert. 

U 

(Negativ Temperature Coefficent) 

Bei steigender Temperatur sinkt der 

Widerstandswert. 

16

Uges 


Thema: Elektrische Arbeit und Wärme 

Umwandlung von elektrischer Energie in Wärme „QS“ (Stromwärme) (Gleiche Einheit wie 

Energie: Joule) 

Qs = W 

Nutzwärme „QN“ = erwünscht 

Verlustwärme „QV“ = nicht erwünscht 

Formel: QS = QN + QV 

Wärme „QS“ = Nutzwärme „QN“ + Verlustwärme „QV“ 

Thema: Brückenschaltung „Wheatstone Messbrücke 

U1 

U2 

R1 R3 

A B 

R2 

R4 

U3 

U4 

Wasser 

Abgeglichen 

UAB 

Für eine „abgeglichene“ Brücke gilt: 

Kochplatte 

Nutzwärme „QN“ 

Widerstände jeweils 10Ω. 

Anliegende Spannung ist 10V. 

UAB = Spannung an der Brückendiagonale. 

17 

Verlustwärme „QV“ 

Bei dieser Schaltung ist die Brücke 

abgeglichen, weil die beiden Spannungsteiler 

die Spannung „10V“ im gleichen Verhältnis 

teilen. So liegt an UAB 0 Volt an, da kein 

Potenzialunterschied vorliegt.

Uges 

U1 

U2 


R1 R3 

R2 

R4 

U3 

U4 

Thema: Das elektrische Feld 

Nicht abgeglichen 

Felder sind Räume in denen bestimmte Wirkungen zu beobachten sind (Magnetfeld, 

Erdanziehungsfeld). In einem elektrischen Feld wirken auf Teilchen Anziehungs- und 

Abstoßungskräfte. 

Positive Ladung: Elektronenmangel 

Negative Ladung: Elektronenüberschuss 

→ gleichnamige Ladungen stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an. 

UAB 

Die elektrische Ladung „Q“ wird in Coulomb (C) gemessen. 

Wenn das Widerstandsverhältnis in 

der beiden Brückenteilen 

(Spannungsteiler) nicht gleich ist, so 

ist die Brücke nicht abgeglichen. An 

der Brückendiagonale kann eine 

Differenzspannung (UAB) gemessen 

werden. 

Vorgehensweise: 

● U2 und U4 berechnen. Dies sind die 

Potenziale gegen Masse (GND) auf 

den „A“ bzw. „B“ liegen. 

● Die Differenz dieser beiden 

Potenziale ergibt die 

„Differenzspannung“ 

Formel: 

U2 = Uges ∙ 

U4 = Uges ∙ 

18


1C = 1AS = 6,24 ∙ 10 18 Elektronen 

Elektrische Felder.. 

● sind unsichtbar, können durch die Wirkung sichtbar gemacht werden (z.B. Blitze) 

● entstehen in einen Raum mit Ladungsdifferenz (Potenzialdifferenz) 

● sind proportional zur Spannung (U ≈ I) und umgekehrt proportional zum Abstand 

Elektrische Feldlinien.. 

● verlaufen immer vom Pluspol zum Minuspol 

● stehen immer senkrecht auf dem Leiter 

● berühren oder schneiden sich nie 

● sind Kraftlinien (je mehr Linien, desto größer das Kraftfeld) 

Homogenes Feld: Inhomogenes Feld: 

19


Thema: Die Kennzeichnung von Kondensatoren 

Wir unterscheiden folgende Kenndaten: 

→ Kapazität 0,33µF 

→ Toleranz +/- 10% 

→ Nennspannung 400V 

1. Nennkapazität 

Die Nennwerte sind nach ICE-Reichen eingestuft 

Mögliche Angaben: 2n2 → 2,2nF 

4700pF → 4700pF 

47p → 47pF 

Angaben ohne Einheit z.B. 47 → je nach Baugröße pF oder µF 

Farbcodierung → 3. Ring Multiplikator 

2. Toleranz 

Der Hersteller darf die angegebene Toleranz nicht überschreiten. Kodiert wird die 

Toleranz durch Großbuchstaben. 

Bei Kapazitäten bis 10pF 

Erfolgt die Angabe der Toleranz in pF 

z.B. 2p2 D → 2,2pF +/- 0,5pF (1,7-2,7pF) 

über 10pF 

Erfolgt die Angabe in Prozent 

22pF D 

22pF +/- 0,5% (21,89 – 22,11) 

3. Nennspannung 

Eine zu hohe Spannung kann zum Durchschlag führen und dann zur Zerstörung. 

Kodierung erfolgt durch Kleinbuchstaben oder Farben bzw. Aufdruck des 

Zahlenwertes. 

20


Papierkondensator (P) 

Dielektrikum Kapazitätsbereich Maximale 

Spannung 

Verlustfaktor 

Papier (Öl) 10-1000nF 10 kV 1,0 

Das Dielektrikum ist ein mit Isolieröl oder Vaseline getränktes Papier, das mit zwei 

Aluminiumfolien zu einem Wickel gerollt wird. Der Wickel wird mit zwei Anschlüssen 

versehen und in einem Gehäuse mit Isolieröl oder Harz luftdicht vergossen. Die Dicke 

des Papiers gibt die Spannungsfestigkeit vor. 

Anwendung: Motorkondensator, Kompensationskondensatoren, 

Funkenstörkondensatoren 

Metallpapierkondensatoren (MP) 


Spannung 

Verlustfaktor 

Papier (Öl) 500-1000nF 2000V 0,8 

Auf das Dielektrikum Papier wird einen Aluminiumschicht (


Keramikkondensatoren 


Spannung 

Verlustfaktor 

Bariumtinat 

(Keramik) 

1pF – 1000nF 100kV 3,0 

Wegen der großen Dielektrizitätszahl von Keramik sind sehr kleine Abmessungen bei 

der Herstellung möglich. Man unterscheidet NDK- (Niedrige Dielektrizitätskonstante 

13…470) und HDK- (Hohe Dielektrizitätskonstante 470…50000) Kondensatoren. Als 

Bauform kommen z.B. Scheiben-, Rohr- und Perlkondensatoren vor. 

Anwendung: NDK-Kondensatoren in der HF-Technik in Schwingkreisen und Filtern. 

HDK-Kondensatoren für Siebung und Kopplung im HF-Bereich. 

Elektrolytkondensator 


Spannung 

Verlustfaktor 

Aluminiumoxid 100nF - 1F 500V 10 

Tantaloxid 10nF – 1mF 10 - 60V 10 

Sie bestehen aus einer mit dem Pluspol zu verbindenden Elektrode (Anode) und einer 

Gegenelektrode (Kathode). Die Kathode ist ein, in einer Papierlage aufgesaugter 

Elektrolyt und wird über das Metallgehäuse an den Minuspol angelschlossen. Als 

Dielektrikum dient eine äußerst dünne Oxidschicht, die die Anode bedeckt. Dieser 

Kondensatortyp besitzt die kleinsten Abmessungen bei einem großen Kapazitätswert. 

Elektrolytkondensatoren (kurz „Elko’s“) können mit der Zeit austrocknen und 

verlieren an Kapazität. Fließt bei anliegender Spannung stets ein Reststrom. Je nach 

Anodenmaterial unterscheidet man Aluminium- und Tantalelektrolytkondensatoren. 

Bei Anschluss bzw. Auswechseln von Elektrolytkondensatoren ist auf die richtige 

Polung zu achten! 

Anwendung: Glättungs-, Lade-, und Siebkondensator, Zeitglieder 

22


Veränderbare Kondensatoren 


Spannung 

Verlustfaktor 

Luft 5pf – 500pf 500V / 

Die Kapazität ist durch ein bewegliches Plattenpaket (Rotor) veränderbar. Man 

unterscheidet Drehkondensatoren und Trimmkondensatoren (zur einmaligen 

Kapazitätseinstellung) 

Anwendung: Rundfunktechnik, Feinabstimmung 

Thema: Schaltung von Kondensatoren 

1. Parallelschaltung: 

C1 

C2 

2. Reihenschaltung: 

C1 C2 

Bei der Parallelschaltung wird 

scheinbar die Fläche des Kondensators 

vergrößert. Die Teilflächen addieren 

sich zur Gesamtfläche. Dadurch 

vergrößert sich die Kapazität: 

Cges = C1+C2 

Grundregel: Bei der Parallelschaltung 

ist die Gesamtkapazität größer als bei 

einem einzelnen Kondensator! 

Bei der Reihenschaltung wird 

scheinbar der Plattenabstand des 

Kondensators vergrößert. Dadurch 

verkleinert sich die Kapazität: 

Grundregel: Bei der Reihenschaltung 

ist die Gesamtkapazität kleiner als bei 

einem einzelnen Kondensator! 

23


Ausbildungsjahr 1 – Informationstechnologie (IT) 

Thema: Aufbau eines Personal-PC 

Maus, Tastatur, 

Touchscreen, Scanner 

CPU, Mainboard, 

Grafikkarte, Soundkarte 

Drucker, Monitor, 

Lautsprecher, Beamer 

Thema: Bestandteile eines PC`s 

Hardware bedeutet „harte Ware“ und beschreibt ganz allgemein alle physikalischen Bestandteile 

eines Computers. 

Anders ausgedrückt: Alles, was Sie anfassen oder sehen können, wenn sie vor einem Computer 

stehen bzw. in einen geöffneten Computer sehen. Dazu gehören auch die Geräte und Teile, die man 

an den Rechner anschließen kann, die sogenannte Peripherie, sämtliche Kabel und die Datenträger 

die letztendlich die Daten aufnehmen können. 

Software 

Eingabe 

Verarbeitung 

Ausgabe 

Speichereinheit: 

Festplatte, USB-Stick, 

RAM, CD/DVD/Blu-Ray 

Neben der Hardware gibt es den Ausdruck Software, das sind Programme für bestimmte Aufgaben. 

Diese Programme befinden sich auf den Datenträgern und können in den Speicher des Rechners 

geladen werden. Hardware und Software bilden eine Einheit, die den eigentlichen Computer 

ausmacht. 

24


Bestandteile eines PC`s: 

● Gehäuse 

● Hauptplatine (Mainboard) 

● Prozessor 

● Hauptspeicher 

● Netzteil 

● Schnittstellen 

● Laufwerk Controller 

● Erweiterungskarten (Grafikkarte, LAN) 

● Laufwerke (Festplatten, Diskette, DVD, Streamer) 

● Maus, Tastatur 

● Monitor 

● Drucker, Scanner, Boxen, Internetkamer, Zeichentablet etc. 

Jeder PC besteht in der Regel aus einheitlichen Bauteilen, wobei die Hauptplatine eine zentrale Rolle 

spielt. Weiter enthält jeder PC mindesten einen Prozessor, Hauptspeicher (RAM), und je nach Ausbau 

eine oder mehrere Erweiterungskarten (PCI), die den Anschluss von Speichermedien und 

Peripheriegeräten wie Tastatur, Maus, Bildschirm, Internet usw. ermöglichen. Dazu kommen einige 

grundsätzliche Dinge, wie Netzteil und Laufwerke der verschiedenen Speichermedien (Festplatte, 

Disketten, Magnetbänder, DVD`s oder CD-ROM`s). 

Thema: CMOS 

CMOS (eng. Complementary Metal-Oxid-Semiconductor) ist ein besonderer Speicherchip, in dem 

grundsätzliche Informationen über die Systemkonfiguration (d.h. mit welchen Controllern, 

Laufwerken, Festplatten, Bildschirme usw.) abgelegt werden. Diese Information benötigt der PC nach 

dem Einschalten für den Startvorgang. Der CMOS-Chip ist ein statischer RAM-Baustein mit einer sehr 

geringen Stromaufnahme. Ist der Rechner ausgeschaltet, wird die Stromversorgung durch eine 

eingebaute Primär und Sekundärzelle aufrechterhalten. Diese Zelle versorgt ebenfalls die interne 

Systemuhr mit elektrischem Strom. Die Lebensdauer einer solchen Zelle beträgt je nach Zellenart ca. 

5-10 Jahre. 

Sind die Informationen des CMOS-Speichers verloren gegangen, gibt der Rechner beim Booten eine 

Fehlermeldung. Auch falsche Informationen im CMOS-Speicher können dazu führen, dass der 

Rechner nicht mehr startet. Solche Informationen können beispielsweise durch einen 

Virenprogramm verursacht werden. Unter Umständen ist dann auch der generelle Zugriff auf den 

CMOS-Speicher nicht mehr möglich. Oft kann in einem solchen Fall der gesamte Inhalt des Speichers 

mit Hilfe eines Jumpers oder eines Unterbrechungskontakt gelöscht werden. Anschließend startet 

der Rechner dann mit vorhandenen Standarteinstellungen, die allerdings keine optimale Einstellung 

darstellen. 

25


Thema: Mainboard 

Die Hauptplatine ist die zentrale Platine eines Computers. Auf ihr sind die einzelnen Bauteile wie 

CPU, Speicher, der BIOS-Chip mit der integrierten Firmware, Schnittstellen-Bausteine und Steckplätze 

für Erweiterungskarten (wie Grafikkarte, Netzwerkkarte) montiert. Es ist jedoch auch möglich, dass 

diese Komponenten direkt auf dem Mainboard integriert (onBoard) sind. Dies ist bei Sound- und 

Netzwerkkarten inzwischen häufig der Fall, bei Grafikkarten seltener und bei CPU und RAM fast nur 

in raumsparend gebauten Systemen oder Notebooks. 

(1) Arbeitsspeicher –Sockel (DDR-2-RAM) 

(2) CPU Sockel 

(3) PCIexpress-Sockel für Grafikkarten 

(4) USB, LAN und Soundausgang 

(5) PCI-Sockel für Erweiterungskarten (Netzwerk) 

(6) S-ATA Anschlüsse für interne Festplatten oder Laufwerken 

(7) IDE (PATA) für Laufwerke (Alter Anschluss) oder Festplatten 

(8) ATX-Stromanschluss (Für das Netzteil) 

(9) PS/2 Anschluss für Maus und Tastatur 

Der übliche Chipsatz auf dem Mainboard teilt sich in die North- und South-Bridge auf. Eine der 

physikalischen Trennung in zwei Bausteinen ist jedoch nicht unbedingt notwendig, d.h. sie können in 

einem Chip vorhanden sein. 

Die North-Bridge (Host) regelt die Datenströme zwischen Prozessor, Cache und Arbeitsspeicher, in 

modernen Systemen ist auch der AGP (eng. Accelerated Graphic Port), der Slot für die Grafikkarte 

angeschlossen. Außerdem ist an die North-Bridge das gesamte Bussystem sowie die PCI-to-ISA-Bridge 

angeschlossen. 

26


Die South-Bridge kümmert sich um die Schnittstellen, die an den Chipsatz angeschlossen sind und im 

Computersystem zu Verfügung stehen. Dazu gehören z.B. USB, sowie die Serielle und die Parallele 

Schnittstelle. Je nach Ausführung sind der Keyboard-Controller und die Echtzeituhr (RTC = Reak Time 

Clock) integriert. 

Thema: Bussysteme 

ISA-Bus (eng. Industry Standard Architecture) ist ein Computerbus-Standart für IBM-kompatible 

Computer, der die XT-Bus-Architektur von 8-Bit auf 16-Bit erweitern. 8Mhz. 

EISA-Bus (eng. Extended Industry Standard Architecture) erweitert ISA auf 32 Bit und ermöglicht 

somit 4GB Speicher. 8Mhz – 8,33Mhz. 

PCI-Bus (eng. Peripheral Component Interconnect) ist ein Bus-Standart zur Verbindung von 

Peripheriegeräte mit dem Chipsatz eines Prozessors (CPU unabhängig). Neuerung PCIe (. Peripheral 

Component Interconnect Express) ist ein Erweiterungsstandart zur Verbindung von 

Peripheriegeräten mit dem Chipsatz eines Hauptprozessors. PCIe ist der Nachfolger von PCI und AGP 

und bietet im Vergleich eine höhere Datenübertragungsrate. PCIe ist im Vergleich zu PCI parallel. 

AGP-Slot (eng. Accelerated Graphic Port) 

Der AGP Slot ist ein Anschluss zur direkten Verbindung der Grafikkarte mit dem Chipsatz (North- 

Bridge). Er basiert technologisch auf dem PCI-Bus. 

Thema: Hard Disk Drive (HDD) 

Physikalischer Aufbau der Einheit 

Eine Festplatte besteht aus folgenden Bauelementen: 

- eine oder mehreren drehbar gelagerten Scheiben (auch Platter genannt) 

- einen Elektromotor als Abtrieb für die Scheibe(n) 

- bewegliche Schreib-/Leseköpfe (Heads) 

- einen Antrieb für die Schreib-/Leseköpfe 

- die Steuerelektronik für Motor und Kopfsteuerung 

- Hochleistungs-DSP (Digitaler Signalprozess) für die Schreib-/Leseköpfe 

- die Schnittstelle zur Verbindung mit dem Festplattencontroller (Mainboard über S-ATA, IDE, 

SCISI) 

- einen Festplattencache von derzeit 2 bis 32 MB Größe 

Technischer Aufbau und Material der Scheiben 

Die Scheiben bestehen meistens aus oberflächenbehandelten Aluminium-Legierungen, vereinzelt 

auch aus Glas. Sie müssen formstabil sein und eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen, um 

die Größe der Wirbelströme gering zu halten. Da die magnetisierbare Schicht besonders dünn sein 

soll, darf das Material der scheiben selbst jedoch keine magnetischen Eigenschaften besitzen und 

dient nur als Träger der Magnetschicht. Auf die Scheiben wird ein Eisenoxid- oder Kobaltschicht von 

ungefähr einem Mikrometer Stärke aufgetragen. Diese wird zusätzlich von einer Schutzhülle aus 

Graphit ummantelt, um mechanische Beschädigungen zu vermeiden. Zusätzlich wurde eine 

27


Steigerung der Datendichte durch besseres Trägermaterial sowie durch die Optimierung der 

Schreibverfahren erreicht. 

In dem Festplattengehäuse befinden sich eine 

oder mehrere übereinander liegende rotierende 

Scheiben. Verbaut wurde bisher ein bis zwölf 

Scheiben, üblich sind ein bis vier. Eine höhere 

Scheibenanzahl geht in der Regel mit höherem 

Energieverbrauch und größerer 

Geräuschentwicklung einher. Manchmal werden 

aus Platzgründen nicht alle scheibenoberflächen 

genutzt, so dass Festplatten mit ungerader 

Schreib-/Lesekopfanzahl entstehen. Um die 

Nachfrage nach Festplattentypen mit kleiner 

Kapazität zu befriedigen, können Hersteller 

ebenfalls auf diese Weise Kapazität künstlich 

beschränken bzw. verkleinern. Eine neuere 

Entwicklung (seit 2004) ist das Perpendicular 

Recording (Senkrechtaufnahme), das zur Zeit u.a. 

von Toshiba und Hitachi entwickelt wird, um die 

Datendichte weiter zu steigern. 

Achsen-Lagerung und Drehzahl (U/min) 

In Arbeitsplatzrechnern oder Privat-PC´s verwendete Festplatten – momentan zum größten Teil mit 

ATA (IDE) oder SATA-Schnittstelen – rotieren mit Geschwindigkeiten von 5.400 bis 15.000 

Umdrehungen in der Minute. Bei den 2,5 Zoll, die hauptsächlich in Notebooks zum Einsatzkommen, 

liegen die Geschwindigkeiten im Bereich 4.200 bis 7.200 Umdrehungen in der Minute. Die Achsen 

der Scheiben früherer Festplatten (bis 2000) waren kugelgelagert; seit 2006 werden überwiegend 

Flüssigkeitslager verwendet. Diese zeichnen sich durch eine höhere Lebensdauer und geringere 

Geräuschentwicklung aus. 

Speicherverfahren 

- Vor der Speicherung muss die Plattenoberfläche vorbereitet werden (Formatierung) � 

Einteilung in Zylinder, Spuren, Sektoren und Cluster. 

- Speicherung durch Magnetisierung von kleinen Flächen der permeablen Schicht durch den 

Schreib-/Lesekopf. 

- diese Flächen nehmen je nach Polarität (Nord/Süd) den elektrisch-binären Wert „0“ oder 

„1“ an. 

- eine Scheibe ist in konzentrische Spuren aufgeteilt. 

- alle übereinander liegende Spuren nennt man Zylinder. 

- zusätzlich ist eine Scheibe in Sektoren unterteilt 

28


Thema: Prozessor – CPU (Central Processing Unit) 

Der Prozessor ist das Herz des Computers. Er bearbeitet die Befehle des Betriebssystems und 

anderer gestarteter Programme. Je höher die Prozessorleistung, desto schneller arbeitet der 

Computer. Hinweis auf die Leistung ist die Taktfrequenz (in Megahertz bzw. Gigahertz) 

Taktfrequenz 

Mit Taktfrequenz bezeichnet man den Rhythmus, in dem Daten im Computer verarbeitet 

werden. Sie wird in Hertz ausgegeben. 

MIPS (Million Instruktionen pro Sekunde) 

Maßeinheit für die Leistungsfähigkeit eines Prozessors. 1 MIPS bedeutet 1 000 000 

Maschinenbefehle in der Sekunde 

FLOPS (Floating Point Operations Per Second) 

Maßeinheit für die Geschwindigkeit des Prozessors. Bezeichnet die Anzahl der 

Gleitkommazahl (Operationen die in 1 Sekunde ausgeführt werden) 

Befehlssatz 

RISC (Reduced Instruction Set Computing) 

Befehlssatz der auf komplexe Befehle verzichtet , wodurch die Ausführung einfacher als bei 

„CISC“ ist. 

CISC (Complex Instruction Set Computing) 

Befehlssatz, der sich durch Verhältnismäßig leistungsfähige Einzelbefehle auszeichnet, aber 

dafür langsamer wird. 

Vorwiegende Merkmale: 

Multicore-Prozessor: 

Bezeichnet man Prozessoren mit mehr als einem vollständigen Hauptprozessor auf einen 

Chip hat. Kerne sind unabhängig voneinander. 

Dual-Core: 

Bezeichnet man einen Mehrkernprozessor mit 2 Hauptprozessoren. 

Quad-Core: 

Bezeichnet man einen Mehrkernprozessor mit 4 Hauptprozessoren. 

TDP (Thermal Design Point/Power): 

Ist ein Wert für die Verlustleistung eines Prozessors oder anderen elektrischen Bauteilen. Auf 

deren Grundlage die Kühlung ausgelegt wird. 

29


FSB (Front Side Bus): 

Ist eine Schnittstelle zwischen CPU und North-Bridge. 

Thema: Cache-Speicher 

Der Cache ist ein spezieller Puffer-Speicher, der zwischen dem Arbeitsspeicher und dem 

Prozessor liegt. Damit der Prozessor nicht jeden Programm-Befehl aus dem Langsamen 

Arbeitsspeicher holen muss, wird gleich ein ganzer Befehls- oder Datenblock in den Cache 

geladen. Die Wahrscheinlichkeit, dass die nachfolgenden Programmbefehle im Cache liegen, 

ist sehr groß, da die Programm-Befehle nacheinander abgearbeitet werden. Erst wenn alle 

Programm-Befehle abgearbeitet sind, oder ein Sprungbefehl zu einer Sprungadresse 

außerhalb des Caches erfolgt, dann muss der Prozessor auf den Arbeitsspeicher zugreifen. 

Deshalb sollte der Cache groß sein, damit der Prozessor die Programm-Befehle, ohne Pause, 

hintereinander ausführen kann. 

Begriffserklärungen im Zusammenhang mit Cache-Speicher: 

● First-Level-Cache (L1): 

Im L1-Cache werden Befehle und Daten zwischengespeichert. Die Bedeutung des L1 Caches 

wächst mit der höheren Geschwindigkeit des CPU`s. Denn dieser Cache vermeidet 

entsprechende Verzögerungen in der Datenübermittlung und hilft einen CPU optimal 

auszulasten. 

● Second-Level-Cache (L2) 

Im L2-Cache werden die Daten des Arbeitsspeichers zwischengespeichert. Über die Größe 

dieses Caches versorgen die Prozessorhersteller die unterschiedlichen Marktsegmente mit 

speziell modifizierten Prozessoren. Ein Prozessor mit sehr großem L2-Cache ist teuer 

herzustellen. Deshalb war der L2-Cache auch schon außerhalb des Prozessor-Dies 

angeordnet. 

● Third-Level-Cache: 

Der L3-Cache ist ein Cache-Speicher der zum ersten Mal im Prozessor K6-3 von AMD 

Anwendungen fand. Allerdings optional und außerhalb des Prozessors auf dem 

Mohterboard. In der Regel verwenden Multicore-Prozessoren einen integrierten L3-Cache. 

● Write-Through: 

Das ist das Verfahren bei dem der Second-Level-Cache die Daten sofort in den 

Arbeitsspeicher schreibt. Die Steuerung für den Schreibvorgang wird vom Cache 

übernommen. Der Prozessor kann in dieser Zeit weiterarbeiten. Es wird ein „Completion- 

Status“ erst dann an das Betriebssystem, wenn die Daten sicher auf die Festplatte 

geschrieben wurden. Deshalb kostet das Verfahren Übertragungs- bzw. System- 

Performance, da die Informationen ohne Zwischenpufferung direkt, ohne Rücksicht auf 

aktuelle Systemressourcen, auf die Festplatte geschrieben werden. 

30


● Write-Back: 

Beim Write-Back schickt der RAID-Controller einen „Completion-Status“ (Bestätigungsbefehl) 

an das Betriebssystem, sobald der Pufferspeicher des Controllers die Schreibdaten für die 

Festplatte vom System erhalten hat. Der Controller hält die Informationen so lange im 

Cache, bis der Controller einen geeigneten Zeitpunkt findet, die Daten an die Festplatte zu 

übertragen. Dies erfolgt zu einem Zeitpunkt, zu dem die Systemressourcen nicht voll 

beansprucht werden, so dass diese Strategie die Schreibleistung signifikant verbessert. 

Allerdings hat das Write-Back-Verfahren auch Nachteile. Tritt eine Störung bei der 

Stromversorgung auf, sind unter Umständen wichtige Daten, die noch nicht vom Cache- 

Controller auf die Festplatte geschrieben wurden, unwiderruflich verloren. Deshalb ist es 

empfehlenswert, die meist optional erhältliche Batteriepufferung des Cache-Controllers mit 

zu bestellen oder sich gleich für ein USV zu entscheiden. 

RAM 

ROM 

Thema: Datenschutz und Datensicherheit 

Datensicherheit: 

Maßnahme zur Sicherstellung des Erhalts von gespeicherten Daten. 

Datenschutz: 

Maßnahmen zum Schutz von Daten gegen unberechtigten Zugriff und Missbrauch 

Datensicherheit (data secturity): 

Daten können durch Einflüsse von außen vernichten werden (z.B. Hardware, Defekte, Software- 

Fehler, Computervieren) 

� Maßnahmen zum Schutz 

- Datensicherung (Backup-Systeme, manuelle Kopien, externe/wechsel-Festplatten, 

Streamer) 

- Bautechnik (Blitz-; Brand-; Hochwasserschutz) 

- Vierenschutzprogramme 

Cache 

� Datensicherheit nur bei ständiger Aktualisierung!!! 

CPU 

31


Datenschutz (data protection): 

Personen und sachbezogene Informationen, bei deren Fremdnutzung erhebliche Idealer und 

wirtschaftlicher Schaden entsteht, müssen geschützt werden. 

� Maßnahmen zum Schutz 

- Zugangsschutz (bautechnische Maßnahmen z.B. Tür, Fingerabdruckscanner, Augenscanner) 

- Übertragungsschutz (Verschlüsselung) 

- Benutzerkontrolle 

- Zugriffskontrolle (Firewall) 

� staatlich geregelt durch den Bundesdatenschutz (RDSG) 

Thema: Alternative Betriebssysteme 

Linux 

Vorteile von Linux: 

Nachteile: 

Mac OS 

- kostenlos und lizenzfrei 

- hohe Sicherheit (Rechteverwaltung, Administration) 

- stabil, schnell, Leistungsfähig 

- nicht Windowskompatibel 

- enorm flexible 

- Schwächen an Benutzerfreundlichkeit, Angebot von Programmen, Spielen und Treiber 

- keine Einheitlichkeit durch verschiedene Distributionen/Desktops (Gnome, KDE) 

- Support nur über das Internet 

Vorteile von Mac OS: 

- Betriebssystem, viele Programme, Hardware von Appel � 100% kompatibel 

- unempfindlich gegen herkömmliche Vieren 

- teilweise zu Unix/Linux kompatibel 

Nachteile: 

- Das Mac OS ist sehr teuer 

- Bedienunfreundlichkeit (Programme, Spiele, Bedienung) 

- geringer Nutzeranteil 

- Auf bestimmte Arbeitsbereiche spezialisiert (wissenschaftlicher Bereich, Multimedia) 

32


Ausbildungsjahr 1 – Installationselektronik (IE) 

Thema: Stromwirkung auf den Menschen 

Wärmewirkung: 

Strommarken an den Eintrittsstellen und Gerinnung des Bluteiweißes, platzen der Roten 

Blutkörperchen. 

Chemische Wirkung: 

Zersetzen der Zellflüssigkeit evtl. späterer Tod durch Vergiftung! 

Fehlerstromkreis: 

RS 

Sicherung (F1) 

Besonders gefährlich wird es, wenn 

ein Strom über 50 mA länger als 

eine Sekunde über das Herz 

fließt!!!! 

RF 

Fehlerwiderstand 

RSt 

RÜ 

IK 

L1 

N 

PE 

RK 

Köperstrom „IK“ ist abhängig von: 

- Berührungsspannung 

- Körperwiderstand 

- Übergangswiderstand 

- Standortwiderstand 

Die höchstzulässige Berührungsspannungen: 

● Bei Menschen 

Wechselspannung (AC) � max. 50 V 

Gleichspannung (DC) �max. 120 V 

● Bei Tieren 

Wechselspannung � max. 25 V 

Gleichspannung � max.60 V 

UB 

33


Thema: Fachbegriffe – Schutzmaßnahmen 

Aktives Teil: 

Leiter oder leitfähiges Teil, der (das) dazu bestimmt ist, bei ungestörten Betrieb unter Spannung zu 

stehen, einschließlich der Neutralleiter (N), aber vereinbarungsgemäß nicht der PEN-Leiter. 

Elektrische Betriebsmittel: 

Ist alles was Energie leistet, erzeugt, umwandelt, überträgt, verteilt und anwendet (z.B. Generator, 

Motor, Schaltgeräte, Leitungen, Messinstrumente usw.) 

Elektrische Verbrauchsmittel: 

Wandeln elektrische Energie in andere Formen der Energie um (Wärme, Licht, Bewegung) 

Erde: 

Ist die Bezeichnung für das leitfähige Erdreich mit dem elektrischen Potenzial „0“. 

Erder: 

Ist ein leitfähiges Teil, das in guten Kontakt zur Erde steht und eine elektrische Verbindung herstellt. 

Fehlerstrom: 

Ist der Strom, der durch einen Isolationsfehler zum fließen kommt. 

Isolationsfehler: 

Ist ein fehlerhafter Zustand in der Isolierung (mechanische Schäden, Überhitzung). 

Körper: 

berührbares, leitfähiges Teil eines elektrischen Betriebsmittel, das normal nicht unter Spannung 

steht, das jedoch im Fehlerfall unter Spannung stehen kann. 

Körperschluss: 

Ist eine durch einen Fehler entstandene, leitende Verbindung zwischen Körper und aktiven Teilen 

elektrischer Betriebsmittel. 

Neutralleiter: 

Sind unmittelbar geerdete Leiter in welchen Betriebsstrom fließt. 

PEN-Leiter: 

Geerdeter Leiter, der zugleich die Funktion des Schutzleiters und des Neutralleiters übernimmt. 

34


Thema: Überstromschutzorgane 

Überstromschutzorgane, die sogenannten Sicherungen befinden sich meist im Stromkreisverteiler 

und haben die Aufgabe bei Überlastung oder Kurzschluss abzuschalten, um die Leitungen und die 

Angeschlossenen Geräte zu schützen. 


Übersicht der Überstromschutzorgane: 

Wichtig: 

Sicherung (F1) 

� Schmelzsicherung 

� Diazed Sicherung 

� Neozed Sicherung 

� NH-Sicherung 

� HH-Sicherung 

� Geräteschutzsicherung 

� Schutzschalter 

� Leitungsschutzschalter 

� Motorschutzschalter 

� Leistungsschalter 

Leitungen dürfen nicht höher als zulässig abgesichert werden. Überstromschutzeinrichtungen sind 

überall dort einzubauen wo sich: 

� der Leiterquerschnitt verringert z.B. beim Übergang von 4 mm² auf 1,5 mm². 

� die Verlegeart ändert. 

� die Leitungsart ändert. 

Der Kurzschlussschutz muss am Anfang der Leitung angeordnet sein, dagegen kann der 

Überlastschutz in unverzweigten Stromkreisen an beliebiger Stelle eingebaut werden. 

Auswahlkriterien für Überstromschutzorgane: 

- Bemessungsspannung 

- Bemessungsstrom 

- Betriebsklasse (Strom-Zeit-Verhalten) 

- Bauform 

35


Thema: Schutzklassen und Arten 

Elektrische Betriebsmittel müssen im Fehlerfall einen Schutz gegen elektrischen Schlag haben, damit 

in Büros, Werkstätten und Schulen gefahrlos gearbeitet werden kann. 

Die elektrischen Betriebsmittel werden je nach Schutz gegen direktes und indirektes Berühren in 

Schutzklassen 1-3 eingeteilt. 

Schutzklasse „I“ (1): 

Kennzeichen: 

Verwendung: 

Mit Schutzleiter (Betriebsmittel ist mit Schutzleiter mit der Anlage verbunden). 

Beispiel: 

Elektromotor 

Schutzklasse „II“ (2): 

Kennzeichen: 

Verwendung: 

Schutzisolierung (Betriebsmittel mit Basisisolierung und zusätzlicher oder verstärkten Isolierung). 

Beispiel: 

Föhn, Bohrmaschine 

36


Schutzklasse „III“ (3): 

Kennzeichen: 

Verwendung: 

Schutzkleinspannung (Anschluss nur an SELV und PELV-Stromkreisen). 

Beispiel: 

Fassleuchten, Spielzeugtrafos 

Thema: Fehlerarten in elektrischen Anlagen 

Leiterschluss: 

Ist eine fehlerhafte Verbindung zwischen Leitern, wenn im Fehlerstromkreis ein Nutzwiderstand liegt. 

Kurzschluss: 

Ist eine leitende Verbindung zwischen gegeneinander unter Spannung stehenden Leitern. Im 

Fehlerstromkreis befindet sich kein Nutzwiderstand. 

Körperschluss: 

Ist eine leitende Verbindung zwischen Körper (Gehäuse) und aktiven Teilen des Betriebsmittel 

(Ursache meist Isolationsfehler). 

Erdschluss: 

Entsteht bei der Verbindung eines Außenleiters (L1, L2, L3) oder eines Betriebsmäßig Isolierten 

Neutralleiters mit Erde oder geerdeten Teilen. 

37

L1 

N 


Thema: Spannungsfall auf Leitungen 

Versuch: 

Zwei Kochplatten je 1500 Watt/230 Volt werden über eine Leitung 30 m Länge 1,5 mm² Querschnitt 

(Kupfer) versorgt. Am Anfang und am Ende der Leitung wird die Spannung gemessen 

Ersatzschaltbild: 

Beobachtung: 

R-Leitung 

R-Leitung 

Beim Anschalten der Kochplatte sinkt „U1“ etwas ab. 

� Ursache: Der Laststrom verursacht auf der Leitung einen Spannungsabfall. Es handelt sich um 

einen Reihenschaltung von R-Leitung und R-Last (Kochplatten). 

Merke: Der Spannungsabfall ist umso größer je: 

-größer der Leiterwiderstand ist. 

- größer der Laststrom ist. 

Kochplatte 1 Kochplatte 2 

U1 

38


Zulässiger Spannungsfall: 

Nach TAB (technische Anschlussbedingung) des EVU (VNB = Verteilungsnetzbetreiber) 

� bis 100 kVA � ∆U ≤ 0,5 % 

� 100-250 kVA �∆U ≤ 1 % 

� 250-400 kVA �∆U ≤ 1,25 % 

� Über 400 kVA �∆U ≤ 1,5 % 

Widerstand der Leitung ist abhängig von: 

� Material 

� Länge der Leitung 

� Querschnittsfläche 

� Temperatur 

Formel: 

R = 

Delta = Unterschied 

∆U = 

Hausanschluss Zähler Verbraucher 

Der Spannungsfall ∆U wird prozentual bzw. als Spannungswert angegeben 

- ∆U Spannungswert z.B. 6,9 V 

- AU prozentualer Spannungsfall z.B. 3% 

KwH 

DIN 18015 

∆U max. 3% 

Max. 4% 

ρ = rho = spezifischer Widerstand 

l = Länge in Meter 

A = Querschnitt in mm² 

I = Strom in Ampere 

39


Thema: Die 5 Sicherheitsregeln 

1. Freischalten 

Zuerst muss die Spannung abgeschaltet werden. Dies geschieht in 

Haushalten z.B über das Herausdrehen der Schmelzsicherungen oder 

das Abschalten des betreffenden Leitungsschutzschalters. 

2. Gegen Wiedereinschalten sichern 

Damit eine Gefährdung ausgeschlossen werden kann, muss 

ungewolltes Wiedereinschalten sicher verhindert werden. Sollten Sie z.B. Schmelzsicherungen 

herausgedreht haben, führen Sie die Einsätze am Bestem mit sich bis die Arbeiten am Stromkreis 

beendet sind. Bei Leitungsschutzschalter kann das Schaltschloss durch ein Stück Draht blockiert 

werden. 

3. Spannungsfreiheit feststellen 

Nachdem Sie Schritt 1 und 2 befolgt haben, MUSS vor Beginn der Arbeiten die Spannungsfreiheit 

festgestellt werden!! Dies Überprüfen Sie am besten mit einem zweipoligen Spannungsprüfer. 

Einpolige Spannungsprüfer liefern keine zuverlässigen Ergebnisse. 

4. Erden und Kurzschließen 

Diese Regel muss erst ab einer Spannung von 1000 Volt berücksichtigt werden. Zuerst muss geerdet 

werden, dann muss die ERDE mit den kurzzuschließenden aktiven Teilen verbunden werden. 

5. Benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken 

Bei Anlagen unter 1kV (=1000 Volt) genügen zum Abdecken isolierende Tücher, Schläuche oder 

Formstücke. Über einer Spannung von 1kV sind zusätzlich Absperrtafeln, Seile und Warntafeln 

erforderlich. In diesem Fall muss auch der Körper gesondert geschützt sein, z.B. durch einen 

Schutzhelm mit Gesichtsschutz und hochisolierte Handschuhe. 

40


Information 

Rechtlicher Hinweis: 

Dieses Dokument wurde von www.ausbildung-elektrotechnik.de erstellt und ist rechtlich geschützt. 

Das Dokument ist vollkommen kostenfrei und darf frei verbreitet werden. Die Voraussetzung ist, das 

dieses Dokument im Orginalzustand bleibt und der Download-Link auf www.ausbildungelektrotechnik.de 

verlinkt wird. Keine Deep-Links vom Server! Dieses Dokument darf nur vom 

Ersteller bearbeitet werden. Sollten Fehler gefunden werden dürfen diese gerne gemeldet werden. 

Das Dokument wird dann dementsprechend abgeändert und mit einer neuen Revision auf der 

Homepage released. Dort ist immer die aktuellste Version verlinkt. 

Kontakt: 

www.ausbildung-elektrotechnik.de 

kontakt@ausbildung-elektrotechnik.de 

Versionsübersicht: 

Version Bearbeiteter Datum 

1.0 Andreas R. 09.07.12 

1.1 Andreas R. 13.07.12 

41

R - Ausbildung-Elektrotechnik.de » Ausbildung

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?