SKRIPTUM ZU DEN LABORÜBUNGEN ELEKTROTECHNIK

SKRIPTUM ZU DEN LABORÜBUNGEN 

ELEKTROTECHNIK 

Erstellt von 

DI. Walter Rokitansky / DI. Kurt Niel 

SS 2009 

Labor_ET1_MVT_wr.doc Seite 1 

Walter Rokitansky, Kurt S. Niel / 16.04.2009

FH-Studiengang MVT Lernunterlagen ET1 - Laborübungen 

Vorwort 

Dieses Skriptum dient als Leitlinie für die Laborübungen "Elektrotechnik". Es 

beinhaltet die Aufgabenstellungen für die Übungen. 

Das Ziel dieser Unterlagen ist es, den Studierenden die Möglichkeit zu geben, sich 

für die jeweilige Praktikumsübung vorzubereiten. Die Praktikumsbetreuer gehen 

davon aus, dass der theoretische Stoff zur jeweiligen Übung bekannt ist. Es muss mit 

einem kleinen Eingangstest (mündlich oder schriftlich) gerechnet werden. Das 

Stoffgebiet der Tests umfasst den Stoff der aktuellen Übung aber auch der 

vergangenen Übungen sowie der dafür notwendigen Grundlagen. 

Die Note für das Labor setzt sich aus den Einzelnoten der Tests, der Protokolle und 

der Beobachtung während der Lehrveranstaltung zusammen. 




Inhaltsverzeichnis 

0 Einleitung........................................................................................................................................................ 4 

0.1 Ablauf im Labor...................................................................................................................................... 4 

0.2 Sicherheitsbestimmungen bzw. Laborordnung.......................................................................................4 

0.3 Protokollrichtlinien ................................................................................................................................. 4 

1 Messen elektrischer Größen............................................................................................................................ 5 

1.1 Lernziele der Übung................................................................................................................................ 5 

1.2 Aufgabenstellung .................................................................................................................................... 5 

1.2.1 Messung mit dem Ohmmeter 1 ....................................................................................................... 5 

1.2.2 Messung mit einem Ohmmeter 2 ....................................................................................................5 

1.2.3 Messung mit einem Voltmeter ........................................................................................................ 6 

1.2.4 Messung von Strom und Spannung an einem Widerstand.............................................................. 6 

1.2.5 Serienschaltung von Widerständen................................................................................................. 7 

1.2.6 Parallelschaltung von Widerständen ............................................................................................... 7 

2 Netzwerke 1 .................................................................................................................................................... 8 

2.1 Aufgabenstellung .................................................................................................................................... 8 

2.1.1 Spannungs- und stromrichtig messen..............................................................................................8 

2.1.2 Einfaches Netzwerk ........................................................................................................................ 8 

2.1.3 Nichtlinearer Widerstand: 24V Glühbirne ...................................................................................... 8 

3 Kondensator und Oszilloskop ......................................................................................................................... 9 

3.1 Lernziele der Übung................................................................................................................................ 9 

3.1.1 Laden und Entladen eines Kondensators ........................................................................................ 9 

3.1.2 Messung eines RC-Glieds mit einer Rechteckspannung................................................................. 9 

3.1.3 Messung eines RC-Glieds mit einer Sinusspannung....................................................................... 9 

4 Wechselstromtechnik.................................................................................................................................... 10 

4.1 Sinusförmige Wechselgrößen, Leistungsmessung................................................................................ 10 

4.1.1 Lernziele........................................................................................................................................ 10 

4.1.2 Aufgabenstellung .......................................................................................................................... 10 

4.1.3 Vorbereitung zur Übung ............................................................................................................... 11 

4.1.4 Wichtige Hinweise zur Übung...................................................................................................... 12 




0 Einleitung 

0.1 Ablauf im Labor 

Bei allen Laborübungen ist folgender Ablauf einzuhalten: 

1. Vorbereiten der Unterlagen und Planung der Schaltung 

2. Aufbau der Schaltung (übersichtlicher Aufbau, verschiedene Farben) 

3. Überprüfung der Schaltung durch den Lehrbeauftragten oder den Tutor 

4. Einschalten der Spannungsversorgung 

5. Bei jedem Umbau der Schaltung ist die Spannungsversorgung zu unterbrechen 

0.2 Sicherheitsbestimmungen bzw. Laborordnung 

Es wird darauf hingewiesen, dass für den Betrieb in den Labors die beiliegende Richtlinie für den 

Laborbetrieb im Fachhochschulstudiengang Material- und Verarbeitungstechnik gilt. 

Bei der ersten Laborübung ist durch Unterschrift zu bestätigen, dass alle TeilnehmerInnen diese 

Laborordnung anerkennen. 

0.3 Protokollrichtlinien 

Bei der Ausarbeitung der Protokolle sind folgende Richtlinien einzuhalten: 

1. Ziel eines Protokolls ist die Dokumentation der Messergebnisse, sodass diese nachvollziehbar 

sind. Dazu müssen im Protokoll alle Angaben über den Versuchsaufbau, die verwendeten 

Messgeräte und Messmethoden enthalten sein. 

Beschreiben Sie den Versuchsaufbau so, dass Ihre Kollegen im nächsten Jahr von Ihrer 

Dokumentation begeistert wären. 

2. Die Messergebnisse sind sowohl in tabellarischer Form (außer bei großen, automatisch erfassten 

Datenmengen) als auch in grafischer Form zu dokumentieren. 

3. Eventuelle Diagramme sind vollständig zu beschriften: 

- Achsen mit den physikalischen Größen und ihren Dimensionen, z.B. U1 [V] 

- Ergebniskurven als Funktionen, z.B. I2 = f (R1) 

- Messpunkte müssen im Diagramm als solche erkennbar sein. 

4. Die für die Ausarbeitung erforderlichen Berechnungen müssen formelmäßig dargelegt und an 

einem Beispiel durchgeführt sein. 

5. Aufgetretene Messfehler sind zu dokumentieren und ggf. zu erläutern oder zu begründen. 

6. Dabei ist innerhalb des Protokolls folgende Reihenfolge einzuhalten: 

1. Aufgabenstellung 

2. Verwendete Geräte 

3. Messschaltung 

4. Messergebnisse in tabellarischer Form und Auswertung 

5. Verwendete Formeln und Rechenbeispiel 

6. Ggf. graphische Auswertung 

7. Erläuterungen / Hinweise / Erklärungen / Erkenntnisse etc. 

7. Jedes Protokoll hat eine Titelseite, die in leicht erfassbarer Form zumindest folgende Angaben 

enthalten muss: 

– Lehrveranstaltung 

– Übungsnummer und Übungstitel 

– Gruppennummer 

– Gruppenteilnehmer 

– Protokollführer (identisch mit den Gruppenteilnehmern, wenn das Protokoll von 

allen Teilnehmern gemeinsam erstellt wurde) 

– Datum der Übung 




1 Messen elektrischer Größen 

1.1 Lernziele der Übung 

Nach dieser Übung sollten Sie folgende Fähigkeiten / Kenntnisse beherrschen: 

• Umgang mit Widerstands-, Strom- und Spannungsmessgeräten 

• Richtiger Einsatz dieser Messgeräte 

• Beurteilen der Messergebnisse 

• Anwendung des Ohmschen Gesetzes 

1.2 Aufgabenstellung 

Die folgenden Übungen werden mit den großen Schiebewiderständen und den Vielfachmessgeräten 

aufgebaut. Als Stromversorgung verwenden Sie bitte die Gleichspannungsversorgungen mit 0 bis 

30V. 

1.2.1 Messung mit dem Ohmmeter 1 

Bauen Sie die Schaltung gemäß Abbildung 1 auf und messen Sie den Widerstand bei verschiedenen 

Stellungen des Schiebers. Führen Sie die Messung mit den Widerständen 100Ω, 200Ω, 500Ω und 

1000Ω durch. 

R 

Abbildung 1: Messung mit einem Ohmmeter 1 

1.2.2 Messung mit einem Ohmmeter 2 

Ω 

Bauen Sie die Schaltung gemäß Abbildung 2 auf und messen Sie den Widerstand bei verschiedenen 

Stellungen des Schiebers. Führen Sie die Messung mit den Widerständen 100Ω, 200Ω, 500Ω und 

1000Ω durch. 

R 

Abbildung 2: Messung mit einem Ohmmeter 2 

Ω 

Wodurch unterscheidet sich diese Messung von der ersten? 

Welche Schlussfolgerung ziehen Sie aus der zweiten Messung? 




1.2.3 Messung mit einem Voltmeter 

Bauen Sie die Schaltung gemäß Abbildung 3 auf und messen Sie die Spannung der 

Stromversorgung. Führen Sie die Messung für die Spannungen 5V, 10V, 20V und 30V durch. 

Verwenden Sie generell für positive Spannungen rote Leitungen und für die Masse schwarze. 

U V 

Abbildung 3: Messung mit einem Voltmeter 

1.2.4 Messung von Strom und Spannung an einem Widerstand 

Bauen Sie die Schaltung gemäß Abbildung 4 auf und messen Sie den Strom und die Spannung an 

einem Widerstand. Führen Sie die Messung für die Spannungen 5V, 10V, 15V, 20V, 25V und 30V und 

für die Widerstände 100Ω, 200Ω und 500Ω durch. 

A 

U R U V 

Abbildung 4: Messung von Strom und Spannung an einem Widerstand 

Halten Sie die Ergebnisse in einer Tabelle fest 

I 

U [V] R [Ω] I gerechnet [mA] I gemessen [mA] 

5 100 50 49,9 

10 100 … … 

15 100 

20 100 

… … 

und stellen Sie den Strom graphisch als Funktion der Spannung für die verschiedenen Widerstandswerte 

dar. Tragen Sie die Spannung auf der horizontalen Achse auf und den Strom auf der vertikalen. 




1.2.5 Serienschaltung von Widerständen 

Entwerfen Sie eine Schaltung zur Messung aller Ströme und Spannungen bei einer Serienschaltung 

von 2 Widerständen und bauen Sie die Schaltung auf. Berechnen Sie alle Spannungen und Ströme 

und Leistungen und vergleichen Sie diese mit der Messung. Wählen Sie für die Messung 2 

Widerstände von 100Ω bis 500Ω. 

Wiederholen Sie die Übung mit 3 Widerständen. 

1.2.6 Parallelschaltung von Widerständen 

Entwerfen Sie eine Schaltung zur Messung aller Ströme und Spannungen bei einer Parallelschaltung 

von 2 Widerständen und bauen Sie die Schaltung auf. Berechnen Sie alle Spannungen und Ströme 

und Leistungen und vergleichen Sie diese mit der Messung. Wählen Sie für die Messung 2 

Widerstände von 100Ω bis 500Ω. 

Wiederholen Sie die Übung mit 3 Widerständen. 




2 Netzwerke 

2.1 Aufgabenstellung 

Die folgenden Übungen werden auf dem Steckbrett aufgebaut. Als Stromversorgung verwenden Sie 

bitte die Gleichspannungsversorgungen mit 0 bis 30V. 

2.1.1 Spannungs- und stromrichtig messen 

Messen Sie Spannung und Strom an einem Widerstand von 12Ω, 1kΩ und 1 MΩ. Beachten Sie die 

maximale Spannung, die Widerstände vertragen maximal 250mW. Vergleichen Sie das Ergebnis mit 

den gerechneten Werten. Bei welchem Widerstand ist welche Methode besser? 

2.1.2 Einfaches Netzwerk 

Berechnen Sie alle Spannungen, Ströme und Leistungen für die in Abbildung 5 angegebene 

Schaltung. 

Bauen Sie die Schaltung auf, messen Sie alle Spannungen und Ströme und vergleichen Sie das 

Ergebnis der Messung mit der Rechnung. 

U 

10V 

Abbildung 5: Einfaches Netzwerk 

R 1 

330Ω 

R 2 

470Ω 

R 3 

560Ω 

Wie groß darf die Versorgungsspannung maximal sein, damit kein Widerstand (max. 250 mW) überlastet wird? 

2.1.3 Nichtlinearer Widerstand: 24V Glühbirne 

Messen Sie die I(U)-Kennlinie einer 24V Glühbirne. Zeichnen Sie die Kurve und bestimmen Sie 

graphisch alle Spannungen und Ströme einer Reihenschaltung aus Lampe und Widerständen mit 

10Ω, 20Ω und 50Ω. Vergleichen Sie die ermittelten Werte mit einer Messung. 




3 Kondensator und Oszilloskop 

3.1 Lernziele der Übung 

Am Ende der Übung sollten Sie sich die folgenden Kenntnisse und Fähigkeiten angeeignet 

haben: 

• Lade- und Entladekurve eines Kondensators 

• Wirkung eines Kondensators unter Einfluss von Rechteckspannung 

• Wie wirkt ein RC-Hochpass und RC-Tiefpass 

• Messung mit einem Oszilloskop 

3.1.1 Laden und Entladen eines Kondensators 

Laden Sie einen Kondensator (100µF bis 1000µF) über einen Widerstand auf. Wählen Sie den 

Widerstand so, dass sich eine Zeitkonstante τ von etwa 5s ergibt. Messen Sie die Spannung am 

Kondensator mit einem Voltmeter nach τ, 2τ, 3τ, 4τ und 5τ. Messen Sie ebenfalls die 

Kondensatorspannung UC (t) bei der Entladung und stellen Sie beide Kurven graphisch dar. 

3.1.2 Messung eines RC-Glieds mit einer Rechteckspannung 

Dimensionieren Sie ein RC-Glied für eine Zeitkonstante von 10µs, versorgen Sie die Schaltung über 

einem Frequenzgenerator mit einer Rechteckspannung. Messen Sie die Spannung UC (t) mit einem 

Oszilloskop und bestimmen Sie die resultierende Zeitkonstante aus der Messung. 

3.1.3 Messung eines RC-Glieds mit einer Sinusspannung 

Bauen Sie einen RC-Tiefpass für eine Grenzfrequenz von 1 kHz auf, versorgen Sie die Schaltung 

über einem Frequenzgenerator mit einer Sinusspannung. Messen Sie die Spannung UC (t) und die 

Phasenverschiebung zwischen Versorgungsspannung UV (t) und Kondensatorspannung UC (t) in 

Abhängigkeit von der Frequenz mit einem Oszilloskop und stellen Sie das Ergebnis der Messung in 

einem Diagramm dar. 

Falls Sie noch Zeit haben führen Sie noch die Messung an einem RC-Hochpass mit einer 

Grenzfrequenz von 1 kHz durch. 




4 Wechselstromtechnik 

4.1 Sinusförmige Wechselgrößen, Leistungsmessung 

4.1.1 Lernziele 

- Oszillographieren von Strom und Spannung an Wechselstromverbrauchern 

- Bestimmen von Wirk- Blind und Scheinleistung sowie cos(ϕ ) an Wechselstromverbrauchern 

- Erkennen der Unterschiede zwischen idealen und realen Zweipolen 

4.1.2 Aufgabenstellung 

Gegeben sind die Verbraucher gemäß Tabelle 1. 

Nr. Bezeichnung Wert Nennstrom Nennspannung 

[A] 

[V] 

1 Kondensator 30 µF 450 

2 Induktivität 100 mH 5 

3 Lastwiderstand 100 Ω 1,45 

4 Lastwiderstand 200 Ω 1 



Tabelle 1: Verfügbare Verbraucher. 

Verschalten Sie die Verbraucher gemäß Tabelle 2 und oszillographieren Sie den Gesamtstrom und die 

Gesamtspannung bei Gesamtspannungen von 50 V und 100 V. 

Nr. Bezeichnung 

1 Lastwiderstand 200 Ω 

2 Kapazität 30 µF 

3 Induktivität 100 mH 

4 Serienschaltung aus Widerstand (2*100 Ω parallel) und Induktivität 100 mH 

5 Serienschaltung aus Widerstand (100 Ω) und Kapazität 30 µF 

6 Serienschaltung aus Kapazität 30 µF und Induktivität 100 mH 

7 Serienschaltung aus Kapazität 30 µF, Widerstand 100 Ω und Induktivität 100 mH 

8 Parallelschaltung aus Widerstand (2*100 Ω parallel) und Induktivität 100 mH 

9 Parallelschaltung aus Widerstand (100 Ω) und Kapazität 30 µF 

10 Parallelschaltung aus Kapazität 30 µF und Induktivität 100 mH 

11 Parallelschaltung aus Kapazität 30 µF, Widerstand 100 Ω und Induktivität 100 mH 

12 Serienschaltung aus Widerstand 100 Ω mit einer Parallelschaltung aus Kapazität 30 µF und 

Induktivität 100 mH 

13 Serienschaltung aus Induktivität 100 mH mit einer Parallelschaltung aus Kapazität 30 µF und 

Widerstand 100 Ω 

Tabelle 2: Zu realisierende Verbraucher. 

Bei Serienschaltungen messen Sie die Teilspannungen mittels Multimeter, bei Parallelschaltungen die 

Teilströme. Überwachen Sie die zulässigen Grenzwerte und dokumentieren Sie diese bei den einzelnen 

Messungen. Sollte ein Grenzwert überschritten werden, messen Sie nicht bei 100 V sondern führen die 

Messung bei entsprechend reduzierter Spannung durch und dokumentieren dies! 

Bestimmen Sie mittels Ohmmeter den Gleichstromwiderstand der Induktivität und dokumentieren Sie diesen. 

Bestimmen Sie aus den Oszillogrammen jeweils Wirk-, Blind und Scheinleistung, sowie den Leistungsfaktor 

und vergleichen Sie die Ergebnisse mit eigenen Berechnungen. Interpretieren Sie die Ergebnisse. 

Bei Messungen mit einzelnen Bauteilen: welche Phasenverschiebung wird gemessen und welche erwartet? 




4.1.3 Vorbereitung zur Übung 

Machen Sie sich mit der Messschaltung zur gleichzeitigen Aufzeichnung von Strom und Spannung an einem 

Verbraucher mittels Oszilloskop Abbildung 6 vertraut. 

Abbildung 6: Schaltung zur gleichzeitigen Messung von Strom und Spannung an einem Verbraucher 

mittels Shunt. 

Der Shunt (0.5 Ω) zur Strommessung ist in Abbildung 7 dargestellt. 

Anschluß 

Abbildung 7: Shunt zur Strommessung. 

Anschluß 

Leistungswiderstand 0,5 Ω 




4.1.4 Wichtige Hinweise zur Übung 

Beachten Sie, dass die Masseanschlüsse (Schirme der Messleitung) der beiden Eingänge des Oszilloskops 

miteinander elektrisch verbunden und geerdet sind. Das Oszilloskop ist daher unbedingt über einen 

Trenntransformator zu betreiben. 

Der Drucker kann gleichzeitig mit dem Oszilloskop betrieben werden. Dafür ist 

dieser an einer, direkt neben dem Trenntransformator befindlichen, Steckdose 

anzuschließen. Als Spannungsversorgung muss die variable 3-Phasenversorgung 

gewählt werden, da nur diese wirklich galvanisch getrennt ist. Es wird die 

Spannung zwischen einer Phase und dem Neutralleiter abgenommen. 

Vor dem Einschalten ist von den Übungsteilnehmern und vom Übungsbetreuer 

sicher zu stellen, dass der Drehtransformator auf die geringste Spannung 

eingestellt ist. Um blanke Teile möglichst zu vermeiden verbinden Sie den 

Tastkopf wie in Abbildung 8 dargestellt. 

Aufgrund von Oberwellen in der Spannungsversorgung kann es sein, dass bei einer 

Messung mit einem kapazitiven Verbraucher der Strom nicht mehr sinusförmig ist. 

Daher empfiehlt es sich, die Induktivität Tabelle 1 in Serie zum Verbraucher zur 

Unterdrückung der Oberwellen vorzuschalten (siehe Abbildung 9) 

U = 230V 

Zusatzinduktivität 0.1H 

Shunt 0,5 Ω 

Last 

Abbildung 9: Schaltung zur Unterdrückung von Oberwellen. 

Abbildung 8: Kontaktierung des Tastkopfes 

CH1 CH2

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