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Elektrik32 Beiträge

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Elektrische Energie- und Startsysteme (1)

Um von Verbrennungsmotoren angetriebene Maschinen zum Laufen zu bringen und mit ihnen zu arbeiten, wird ein elektrischer Systemverbund benötigt: Batterie, Startermotor und Drehstromgenerator. Der vorliegende Beitrag erläutert den Aufbau und die Funktion der Batterie.

Zusammenwirken von Batterie, Generator und Starter

Transformator

Wenn Spannungen von 230 V aus dem öffentlichen Versorgungsnetz für Verbraucher mit kleineren Spannungen zu hoch sind, müssen sie verringert werden. Die Einrichtung dafür ist der Transformator. Wie funktioniert er? Mit Rechenbeispielen.

Energie aus Meereswellen (3)

Eine aussichtsreiche Variante unter den Meereswellen-Kraftwerken ist der "Wellendrache", eine Art riesiger schwimmender Container. Er schluckt Meerwasser und leitet es durch große Turbinen am Boden wieder ins Meer zurück. Die Technische Universität München hat das Kraftwerk mit entwickelt.

Regelungstechnik (3): Aufgabenblatt Kabinenheizung

Um die Bauteile einer PKW-Warmluftheizung herum wird ein Regelkreis gelegt mit den Schemablöcken Regelstrecke, Messeinrichtung, Regler und Stelleinrichtung. Der Regelkreis ist zu vervollständigen. Ein vorgesteuertes Magnetventil wird mit Zeichnungen erläutert.

Kabinenheizung Regelungstechnik, Vorschaubild

Steuerungs- und Regelungstechnik (2): Schemadarstellung

Schematisch werden Steuer- und Regelsysteme in drei Blöcken dargestellt. Block 1 ist die Eingabe von Istwerten (E), Block 2 deren Verarbeitung V und Block 3 die Ausgabe A mit Ansteuerung der Aktoren. Das System wird mit E-V-A abgekürzt.

Schemazeichnungen in der Regelungstechnik, Vorschaubild

Steuerungs- und Regelungstechnik (1): Praktische Beispiele

Inhalt: Viele maschinelle Abläufe sind so vielschichtig, dass sie einer wohlüberlegten Regelung bedürfen, soll ein sicheres Arbeiten der oft sehr teueren Maschinen, Fahrzeuge usw. gewähr­leistet sein. In diesem Beitrag arbeiten wir die Unterschiede zwischen »Steuern« und »Regeln« und dazugehörige Fachbegriffe heraus. Der Stoff wird an praktischen Beispielen vertieft. Mit Zeichnungsvorschlägen für Arbeitsblätter.

Auto - Regelungstechnik, Vorschaubild

Wikilogie (3): Elektrotechnik, Fahrrad

Wikilogie: Der Lehrer gibt die Beschreibung oder Skizze eines Geräts einer Maschine, eines Begriffs o. Ä. vor, ohne dessen Namen zu nennen. Dazu wird ein Arbeitsblatt mit Fragen und Anregungen ausgegeben. Die Schüler versuchen mit Hilfe von WIKIPEDIA, herauszufinden, worum es sich handelt und beantworten die Fragen.

Stromnetze in der Energiewende

Mit der Energiewende verändert sich nicht nur die Art der Energieerzeugung; auch der geographische Standort der Energieerzeuger wird bedeutsam. Verbunden mit einem leistungsfähigen Übertragungsnetz ist der Begriff »Blindleistung«. Was versteht man darunter?

Stromnetz, Vergleich mit Bierglas, Vorschaubild

Wie funktioniert ein Stromaggregat?

Mobile oder auch stationäre Stromaggregate werden eingesetzt, wenn das öffentliche Stromnetz für Verbraucher nicht zugänglich ist, oder wenn ein Ausfall des öffentlichen Stromnetzes zu Versorgungsproblemen führen würde.

Stromaggregat, Vorschaubild

Das Stromnetz braucht Gleichgewicht

Die Abschaltung von Hochspannungsleitungen im norddeutschen Emsland führte 2006 zu einem Ausfall von Stromlieferungen in Spanien. Was haben norddeutsche Stromleitungen mit dem spanischen Strometz zu tun?

Stromnetze im Gleichgewicht, Vorschaubild
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Wozu braucht man Pumpspeicherkraftwerke?

Für viele Kraftwerke ist es technisch schwierig, sie schnell an eine sich verändernde Energienachfrage anzupassen. Wirtschaftlicher ist es, sie mit gleichbleibender Leistung (Last) zu betreiben und so genannte Spitzenlasten von speziellen Kraftwerken abdecken zu lassen. Diese müssen in der Lage sein, innerhalb von Minuten hohe Leistungen zur Verfügung zu stellen. Dies ist ein Fall für Pumpspeicherkraftwerke.

Stromerzeugung mit Windenergieanlagen

Um mit einer Windenergieanlage Strom zu gewinnen, wird die Windenergie von den Rotorblättern in eine Drehbewegung umgewandelt. Windenergieanlagen bestehen aus vier Hauptkomponenten: Fundament, Turm, Gondel und Rotor.

Fahrrad: Nabendynamo

Eine noch relativ junge Entwicklung ist der Vorderrad-Nabendynamo. Er arbeitet - wie die meisten Seitendynamos - mit einem Klauenpolgenerator. Permanentmagnete erzeugen durch die Drehung des Laufrades ein rotierendes Magnetfeld, das in der feststehenden Statorwicklung eine elektrische Wechselspannung induziert. Mit Aufgaben.

Versuche zu Magnetismus (3)

Die Spannungserzeugung durch Induktion geschieht durch Bewegung eines Leiters in einem Magnetfeld. Dieses Prinzip wird beispielsweise in einem Generator angewendet: Durch das Drehen des Rotors in einem Magnetfeld entsteht eine Wechselspannung.

Versuche zu Magnetismus (2)

Wenn durch einen Leiter ein Strom fließt, bildet sich um ihn herum ein kreisförmiges Magnetfeld. Auf diese Weise lassen sich Elektromagnete erzeugen, die man beliebig ein- und abschalten kann.

Versuche zu Magnetismus (1)

Bei häufiger Beschäftigung mit der Elektrotechnik ist es unvermeidlich: Immer wieder stößt man auf das Thema Magnetismus. In einer Versuchsreihe wollen wir zeigen, wie man den Schülern die wichtigsten Wirkungen des Magnetismus anschaulich nahe bringt. Nur vereinzelt reichen für diese Versuche einfache Lehrmittel aus.

Elektrische Leistung (2)

Der Beitrag »Elektrische Leistung (1)« beinhaltet so viel Stoff, dass man sich ihm am besten mit Beispielrechnungen nähert.

Elektrische Leistung (1)

Bei Elektromotoren wird die lieferbare mechanische Leistung angegeben, bei Staubsaugern und anderen Hausgeräten dagegen die aufgenommene elektrische Leistung. Bei Kfz-Generatoren und Fahrraddynamos interessiert eher die abgegebene elektrische Leistung. Berechnungen helfen, die elektrische Leistung besser zu verstehen.

Spannung oder keine Spannung? (2)

Die Übung »Spannungsmessung an einer Beleuchtungsanlage« muss jeden Schüler, wenn er sie verstanden hat, mit Stolz erfüllen. Dabei ist sie nur halb so schwierig, wie man vermuten würde.

Spannung oder keine Spannung? (1)

Elektrotechniker schätzen den Stromlaufplan in aufgelöster Darstellung als übersichtliches Hilfsmittel. Wir prüfen an einem praktischen Beispiel aus der Kfz-Elektrik, wo in verschiedenen Schaltsituationen Spannungen anliegen.

Fahrzeug-Batterie

Im elektrischen Kreislauf eines Kraftfahrzeugs steht die Batterie an erster Stelle. Ihre Hauptaufgabe: Strom für den Motorstart liefern. Dafür benötigt sie eine ausreichende Kapazität. Doch warum ist die Spannung an den Batteriepolen nicht immer gleich hoch?

Kühlwassertemperatur und Widerstand

Was weiß der Bordcomputer eines Kraftfahrzeugs von der Temperatur des Kühlwassers? Rein gar nichts weiß er davon. Er kann nur mit dem Spannungsabfall an einem NTC-Sensor etwas anfangen: Der sagt ihm, was im Kühlwasser los ist.

Das URI-Trio (2)

Das ohmsche Gesetz (U = R • I) beschreibt den Zusammenhang zwischen Spannung, Widerstand und Strom in einem Stromkreis. Wir betrachten Reihen- und Parallelschaltungen und führen Messungen im Stromkreis durch. Berechnungen vertiefen das Thema.

Das URI-Trio (1)

Das ohmsche Gesetz beschreibt den Zusammenhang zwischen Spannung, Widerstand und Strom in elektrischen Schaltungen. Wir überlegen, wie Messungen im Stromkreis durchgeführt werden.

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